2021 Fiscal Year Annual Research Report
iPS細胞由来多血小板血漿の開発と骨癒合促進効果に関する研究
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19K09615
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| Research Institution | Chiba University |
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Principal Investigator |
志賀 康浩 千葉大学, 大学院医学研究院, 特任准教授 (90568669)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
高山 直也 千葉大学, 大学院医学研究院, 准教授 (10584229)
大鳥 精司 千葉大学, 大学院医学研究院, 教授 (40361430)
折田 純久 千葉大学, 大学院医学研究院, 特任准教授 (60638310)
稲毛 一秀 千葉大学, 大学院医学研究院, 助教 (80793629)
曽根 正光 北海道大学, 低温科学研究所, 助教 (90599771) [Withdrawn]
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | iPS細胞由来血小板 / サイトカイン / 骨癒合 / 骨形成促進 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
前年度からの継続研究を進め iPS細胞由来人工巨核球・血小板凍結乾燥製剤の作成が効率的となった．ラット腰椎骨癒合モデルでの骨修復効果の検証を繰り返し，in vivoでの両評価系を確立した．同時に，レンチウイルスベクターを用いて巨核球株に骨癒合が期待される因子（PDGF等）を強制導入し恒常的に過剰発現する不死化巨核球細胞株をそれぞれ作製した．巨核球の成熟および血小板産生には影響しないこと，そして，大量の増殖因子が十分量放出されることを再確認出来た．
iPS血小板の骨癒合促進メカニズムとして，iPS血小板投与によって骨芽細胞の前駆細胞である間葉系幹細胞 (MSC)の増殖促進が起きMSCからの骨分化が促進されることをin vitro実験系再確認した．加えてin vivo実験において，骨形成タンパク BMPとiPS血小板の混合添加実験を行った結果，iPS血小板を添加で早期に新規に骨形成が開始された．また，BMPは用量依存性に骨形成能を発揮したが，高用量使用群の80％に過剰炎症による有害事象が生じた．今回，骨再生における安全なBMP至適濃度が判明したことは今後AI解析に使用出来るレベルでの骨形成能の定量化方法が明らかになった．AI技術を用いた治療最適な組み合わせと濃度の決定に向けて， ラットモデル作成後，比較的早期の1，2週後で骨形成系および骨吸収系指標6項目（CTX-1,RANKL, Osteocalcin. OPG, P1NP, TRACP）に関して椎体移植部（新規骨形成部）の免疫染色解析を実施した．その結果，iPS血小板製剤投与群において，骨形成骨吸収ともに有意に染色される結果となり，新規骨形成のためのターンオーバーが上昇していることが示唆された．一方で，AI解析診断に結び付ける特異的かつスコアリング可能な特徴ある免疫染色は不可能であり，確実なAI解析には適さないことが判明した．
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[Journal Article] The Effect of Megakaryocytes and Platelets Derived from Human-Induced Pluripotent Stem Cells on Bone Formation2021
Author(s)
Masashi Sato, Yasuhiro Shiga, Naoya Takayama, Masamitsu Sone, Kentaro Kosaka, Itsuro Motegi, Norichika Mizuki, Kazuhide Inage, Yawara Eguchi, Miyako Narita, Sumihisa Orita, Koji Eto, Seiji Ohtori
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Journal Title
Spine Surg Relat Res .
Volume: 22;5(3)
Pages: 196-204.
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Presentation] The Platelet derived from induced pluripotent stem cells accelerates bone union with adequate rigidity in posterolateral lumbar fusion surgery model in rats2021
Author(s)
Yasuhiro Shiga, Masashi Sato, Norichika Mizuki, Sumihisa Orita, Kazuhide Inage, Yawara Eguchi, Miyako Narita, Takashi Hozumi, Geundong Kim, Takuma Odagiri, Tomohito Mukaihata, Satoshi Maki, Takeo Furuya, Kentaro Kosaka, Naoya Takayama, Koji Eto, Seiji Ohtori
Organizer
ISSLS Anual meeting2021
Int'l Joint Research
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