2019 Fiscal Year Annual Research Report
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18H02924
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
山下 晃弘 京都大学, iPS細胞研究所, 特定拠点助教 (00636855)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 軟骨 / 骨代謝学 / 再生医学 / iPS細胞 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
高齢化社会の到来とともに骨格を支える骨・軟骨の再生は重要な課題の一つである。関節軟骨は自己修復能が乏しい組織であるため、有用な軟骨再生治療法の開発が切に望まれている。われわれはヒトiPS細胞から高品質の軟骨組織を誘導する方法を開発した。本研究では新たな治療法の開発につながる可能性として軟骨膜に注目した。
軟骨膜は軟骨発生初期に形成され、成熟とともに菲薄する、あるいは骨膜へと置換される。ヒトiPS細胞由来軟骨は胎生期の軟骨組織と同様に軟骨基質を取り囲む様に軟骨周膜が存在している。このヒトiPS細胞由来軟骨をミニブタの関節軟骨欠損に移植すると、ヒトiPS細胞由来軟骨はそれ同士が、そしてホストの軟骨と融合し、修復組織を構成することができる。これまでの知見により、軟骨膜は軟骨組織の発生・再生において重要な役割を果たしている可能性が高い。しかしその詳細は明らかになっていない。
そこで本研究では利用困難な生体の軟骨の代わりにヒトiPS細胞由来軟骨を用い、その機能を分子レベルで明らかにすることを目指す。本研究ではヒトiPS細胞由来軟骨が融合するin vitroモデルを確立し、融合の過程を検討した。そして軟骨周膜に高く発現している遺伝子とその機能について調べFGF18を同定した。さらに軟骨同士の融合を促進させる方法を検討し、in vitroにて大型軟骨組織の形成を行った。この研究の成果はiPS細胞由来軟骨を用いた再生治療の治癒メカニズムの一端を解明するものであり、軟骨再生研究の加速化、ひいては、軟骨再生治療法開発に貢献できるものである。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
昨年度、ヒトiPS細胞由来軟骨の融合する過程を検討するため、in vitroモデル系の確立を行った。そして軟骨周膜に高発現している遺伝子について調べるため、軟骨基質と軟骨周膜とを単離しRNAseqを用いて網羅的に遺伝子を探索した。その結果、軟骨周膜に高発現している遺伝子としてFGF18を同定した。
本年度は昨年度明らかにしたヒトiPS細胞由来軟骨の融合過程の検討をもとに、軟骨同士の融合を促進させる方法を検討した。その結果、in vitroにて大型の軟骨組織を形成することができた。そのため本研究は概ね順調に進んでいると考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度までに、1)ヒトiPS細胞由来軟骨の周膜を起源とするFGFシグナルが軟骨同士の融合促進に効果があること、2) in vitroにて大型の軟骨組織を形成できることを明らかにした。今後はこの成果をもとに、動物モデルの確立し移植後の融合には軟骨周膜が重要な役割を果たしていることを明らかにする予定である。
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Research Products
(1 results)
