Costal cartilage regeneration study using 3D cultured cell transplantation for clinical application

2020 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 18K09064
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 大槻 大 大阪大学, 医学系研究科, 招へい教員 (40770681)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 樋口 周久 地方独立行政法人大阪府立病院機構大阪母子医療センター(研究所), その他部局等, 整形外科・主任部長 (40432421) ; 吉田 清志 大阪大学, 医学系研究科, 助教 (50645570) [Withdrawn]
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: 成長軟骨損傷 / 角度変形 / 骨性架橋 / Animal Origin Free / 間葉系幹細胞

Outline of Annual Research Achievements

長管骨の長軸方向への成長を司る成長軟骨帯は損傷すると、損傷部に骨性架橋が形成され変形や脚長差の原因となる。現在、変形予防のために骨性架橋を切除し自家脂肪組織やbone waxを移植する手術方法が一般的であるが、成長軟骨帯の再生は起こらず 広範囲成長軟骨帯損傷例では変形が残存する。現在までに成長軟骨帯再生のためにウサギ成長軟骨帯損傷モデルを用いて滑膜由 来間葉系幹細胞や自家軟骨細胞移植が行われており、一部で成長軟骨帯の再生を認めたと報告されているものの安定した成績とは言い難い。本研究ではウサギ滑膜由来間葉系幹細胞をハイドロゲル内で三次元培養後に、ウサギ成長軟骨帯損傷モデルの損傷部に移植することでこれまでより安定した成長軟骨帯再生を目指した研究を行った。また、動物由来成分を含まない培養液・軟骨分化培地を使用することで、小児における細胞移植の臨床応用への礎になると考えている。 幼若ウサギの膝滑膜より間葉系幹細胞を採取し従来の血清を使用した系でprimary cultureを行った後、継代し増殖した細胞をハイドロゲルやArgimatrixを用いて3次元培養を行った。幼若ウサギに成長軟骨損傷モデルを作成し、3次元培養を行ったハイドロゲルやArgimatrixを移植し、損傷のみで移植を行わなかったもの（コントロール群)と経過での内反変形の度合いや骨性架橋について比較観察を行った。ハイドロゲル、Agrimatrix移植いずれの群においても経過での移植物の吸収と骨性架橋の形成を認めたが、コントロール群に対し、Agrimatrix群では経過での角度変形は優位に抑制されていた。動物由来成分を含まない試薬、培地を用いることでも細胞の分離、培養について可能であったが従来の動物血清使用に比べ細胞増殖に長期の時間を要した。