Development of meniscus regenerative medicine using three-dimensional RGD peptide composites

2019 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 18K09095
• Research Institution: Tokyo Medical and Dental University
• Principal Investigator: 片野 尚子 東京医科歯科大学, 統合研究機構, 助教 (50376620)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 関矢 一郎 東京医科歯科大学, 統合研究機構, 教授 (10345291)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: 再生医療 / 体性幹細胞 / 間葉系幹細胞 / 生体材料

Outline of Annual Research Achievements

滑膜に由来する間葉系幹細胞（滑膜幹細胞）は優れた自己増殖能と軟骨分化能を有し、in vitro軟骨分化用培地で培養すると軟骨塊を形成する。軟骨塊の大きさは細胞による軟骨基質の産生量を反映しているが、細胞塊が大きくなるほど中心部の栄養や酸素が欠乏するため、形成される軟骨塊の大きさに限界がある。本研究の目的は、RGDペプチド非細胞足場素材と移植用細胞を組み合わせた三次元細胞構造体による新たな軟骨・半月板再生医療技術を開発することである。昨年度は、本三次元細胞構造体調製法の最適化を行い、本非細胞足場素材の使用がより大きな軟骨塊の形成に有用であることを明らかにした。今年度は、本三次元細胞構造体の生体内機能評価として、in vivoにおいて軟骨分化促進を検討した。はじめに、前年度の結果から、移植細胞数など複数条件の比較を効率的に行うことの必要性が判明したため、膝関節よりも1匹における移植箇所が多く得られる実験モデルとして、椎間板髄核と関節軟骨には組織学的・生化学的類似点が多く、既に10件以上の臨床試験結果が報告されるなど実験結果のヒトへ外挿可能性を期待できる、ラット尾部への移植モデルを選定した。次いで、前年度研究における三次元細胞構造体の組織所見で、非細胞足場素材が空間を作り、その空間を埋めるように軟骨基質が産生されることが観察されたことから、非細胞足場素材の形状による軟骨分化促進効果の相違を明らかにするため、前年度のペタロイド型の比較対照となる非細胞足場素材の選定を行い、微細で規則的な孔を有する高分子薄膜を用いて三次元細胞構造体調製法の最適化を行った。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

軟骨分化促進モデルの選定ならびに比較対照となる生体材料の検討が進んだため。

Strategy for Future Research Activity

in vivoにおける軟骨分化促進の結果をまとめ、さらに、動物モデルを用いた移植実験を行う。

Causes of Carryover

in vivoにおける軟骨分化促進の結果をまとめ、さらに、動物モデルを用いた移植実験を行う。