2020 Fiscal Year Annual Research Report
In vitro modeling of human bone metabolism using pluripotent stem cell-derived bone organoids
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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, 特任研究員 (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：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、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た。その結果、低分子化合物のみを用いて、中胚葉細胞を誘導し、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、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ところ、その結果、胚葉体中胚葉細胞誘導に続いて血球系細胞を誘導し、最終段階で破骨細胞誘導刺激を用いる方法が適していることが判明した。
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：1.により誘導した骨芽細胞/骨細胞・破骨前駆細胞をアテロコラーゲン上で共存培養する手法の開発を試みた。多能性幹細胞から誘導した骨芽細胞/骨細胞とマウスから採取した骨髄細胞の共存培養が可能であることを確認した。
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：2.で試みた多能性幹細胞から誘導した骨芽細胞/骨細胞とマウスから採取した骨髄細胞の共存培養系において、二光子励起顕微鏡を用いた観察を行い、それぞれの細胞の挙動を定量的な解析を行った。
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