2006 Fiscal Year Annual Research Report
細胞シート工学を応用した関節軟骨部分損傷の修復・再生に関する研究
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18591644
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Research Institution | Tokai University |
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Principal Investigator |
佐藤 正人 東海大学, 医学部, 講師 (10056335)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
三谷 玄弥 東海大学, 医学部, 助手 (80307280)
持田 譲治 東海大学, 医学部, 教授 (50174347)
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| Keywords | 関節軟骨 / 軟骨損傷 / 細胞シート / 軟骨再生 / 軟骨修復 |
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| Research Abstract |
<目的>温度応答性培養皿の性質を利用し、培養軟骨細胞を細胞外マトリックスを温存したままシート状に回収し、さらに積層化させたシートを関節軟骨損傷部へ移植することで、軟骨修復に寄与するかどうかを検討した。<方法>膝前十字靭帯再建術時に患者同意のもと、得られたヒト関節軟骨、滑膜(n=25)から細胞を単離し、温度応答性培養皿に播種した。コンフルエントになった時点で低温処理を行うと、培養関節軟骨細胞並びに滑膜細胞は細胞外マトリックスを温存したままシート状に回収可能であった。軟骨細胞は単層培養では脱分化し、その形質維持が困難であるため、軟骨細胞シートを3層まで積層化し、単層培養時との遺伝子発現をreal-time PCR法にて比較し評価した。次に、軟骨細胞シートの接着性、軟骨修復効果を評価するため日本白色家兎を用いたin vivoの実験を行った。日本白色家兎の膝関節軟骨を約1mm部分欠損させ、幼弱家兎軟骨から作製した積層化軟骨細胞シートを移植した群と非移植群をそれぞれ作製した(n=8)。4週間後の組織切片を作製し、サフラニン-0染色にて評価した。<結果>軟骨細胞シートは細胞外マトリックス内の接着因子も温存されているため積層化が可能でScaffoldを用いずに3次元構造体を作製することができた。また軟骨細胞シートと滑膜細胞シートの組み合わせでも積層化可能であった。Real time PCR法で評価すると接着因子であるファイブロネクチンの発現が上昇しており、軟骨細胞の形質維持を示唆するtype IIコラーゲン、アグリカンの発現も上昇していた。また、軟骨破壊を助長する因子であるMMP-3,13、ADAMTS-5の発現が積層化することで有意に減少しているのに対し、MMP-3の拮抗因子であるTIMP-1の発現は上昇していた。日本白色家兎を用いたin vivoの実験では、膝関節軟骨部分欠損部に積層化軟骨細胞シートを移植すると、細胞シートは直接的に生体内の軟骨組織に強固に接着しており、非移植群と比較し、組織学的に変性抑制効果が認められた。
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