2019 Fiscal Year Research-status Report
多能性幹細胞を用いた骨オルガノイドによるヒト骨代謝のインビトロモデリング
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18K19635
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| Research Institution | Nagasaki University |
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Principal Investigator |
大庭 伸介 長崎大学, 医歯薬学総合研究科(歯学系), 教授 (20466733)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
疋田 温彦 東京大学, 医学部附属病院, 特任准教授 (60443397)
北條 宏徳 東京大学, 大学院医学系研究科(医学部), 准教授 (80788422)
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| Project Period (FY) |
2018-06-29 – 2021-03-31
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| Keywords | 骨代謝 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
1. ヒト多能性幹細胞（hPSC）からの骨芽細胞/骨細胞・破骨前駆細胞誘導法の確立：definedな条件で多能性幹細胞から骨芽細胞を形成する手法を開発していた。そこで、昨年度に引き続き、骨芽細胞特異的に蛍光蛋白質を発現するhPSCの蛍光を指標に、hPSCを高効率に成熟骨芽細胞・骨細胞へ誘導する条件の最適化を試みた。その結果、中胚葉細胞を誘導後に、3種類のシグナルを調節する低分子化合物を使用することで、骨芽細胞をより効率的に誘導できることを見出した。hPSC由来破骨前駆細胞の形成に関しても、昨年度に引き続き、他のグループによって報告された複数の方法を検討した。その結果、本研究に適していると思われる方法を見出しつつある。
2. hPSC由来骨芽細胞/骨細胞・破骨前駆細胞と三次元担体を用いた三次元骨様組織（骨オルガノイド）の構築による骨微小環境の再現：多能性幹細胞由来の骨芽細胞/骨細胞および破骨前駆細胞の共存培養のための三次元担体としては、アテロコラーゲンスポンジとポリエチレングリコールハイドロゲルユニット（Tetra-PEGゲル）の使用を予定していた。これらのゲルを用いた三次元培養条件の最適化と並行して、ゲルを用いない共存培養の可能性も探索した。
3. hPSC由来骨オルガノイドのイメージングによるカップリングの動的解析系の確立：申請者らがすでに開発したマウス胚性幹細胞由来骨芽細胞とマウス骨髄細胞由来破骨細胞の動的観察系をもとに、観察条件の最適化を行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
当初計画の通りに、ヒト多能性幹細胞の分化系、三次元培養系、イメージング系の検討が進行しているが、研究代表者の異動による実験系の再立ち上げに時間を要した。現在までに遅れは取り戻しつつある。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後も当初計画に従って研究を推進する。具体的には、本研究で使用する破骨細胞分化系を決定するとともに、多能性幹細胞由来骨芽細胞との三次元共存培養のイメージングによる動的解析系を確立する。
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| Causes of Carryover |
研究代表者が令和元年5月に現所属機関に異動となったため、異動先での実験系の立ち上げにより、当初計画より遅れが生じた。現在までに進捗の遅れを取り戻しつつあるが、令和2年度は元年度までに得られた結果の再現実験を行うと共に、学会における成果発表および論文の作製と投稿を行う。
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[Journal Article] Stepwise strategy for generating osteoblasts from human pluripotent stem cells under fully defined xeno-free conditions with small-molecule inducers.2020
Author(s)
Zujur D, Kanke K, Onodera S, Tani S, Lai J, Azuma T, Xin X, Lichtler AC, Rowe DW, Saito T, Tanaka S, Masaki H, Nakauchi H, Chung UI, Hojo H, Ohba S
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Journal Title
Regen Ther
Volume: 14
Pages: 19-31
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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