2019 Fiscal Year Research-status Report
未分化脂肪幹細胞の移植による軟骨内骨化を介した骨形成法と新しい骨再生療法への応用
| Project/Area Number |
19K10259
|
|---|
| Research Institution | Tokyo Medical and Dental University |
|---|
Principal Investigator |
池田 正明 東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 准教授 (20193211)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
丸川 恵理子 東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 准教授 (40419263)
池田 やよい 愛知学院大学, 歯学部, 教授 (00202903)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
|
| Keywords | 脂肪幹細胞 / 軟骨内骨化 / 骨再生 / 再生医療 / 足場材料 / 軟骨分化 / 移植 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
従来の幹細胞を移植する骨再生療法は、移植部位の血液循環の不足により、適用できる骨欠損の大きさに限界がある。一方、軟骨細胞は低酸素・低栄養が不足した虚血環境に対して抵抗性をもっている。そのため軟骨を移植して軟骨内骨化を誘導する骨再生法が注目されている。しかしながら、移植に用いる軟骨を培養して作製するのには、多大なコストと労力がかかる。もし、未分化のままの幹細胞を直接、移植して軟骨内骨化を誘導することができれば、軟骨を培養して作製する過程を省くことができる。そこで本研究は、未分化脂肪幹細胞の生体内における自発的な軟骨内骨化を誘導する方法の確立することを目的としている。昨年度は、以下の2つの課題について検討をおこなった。
（１）肥大軟骨細胞に分化する能力を亢進させる培養条件
軟骨内骨化の過程で、軟骨細胞は肥大軟骨細胞に分化した後に骨細胞に分化する。したがって、軟骨内骨化を誘導するためには、未分化幹細胞から軟骨細胞を経て肥大軟骨細胞に分化しやすい細胞を得ることが重要である。そこで、ヒト脂肪幹細胞や骨髄間葉系幹細胞を用いて肥大軟骨細胞の誘導に関与する成長因子の検討をおこなった。その結果、増殖に効果的であることが知られている線維芽細胞成長因子2（FGF2）の他に、肥大軟骨細胞への分化能を著明に向上させる増殖因子を見出した。
（２）生体内での軟骨内骨化を誘導するのに最適な足場材料
生体内での軟骨分化・軟骨内骨化に最も適した環境を提供する足場材料を明らかにするため、骨の無機成分を含まない生体吸収性の生体材料を未分化な脂肪幹細胞と共に免疫不全マウスに移植し、検討した。その結果、生体内における未分化細胞の軟骨細胞への分化に有効と考えられる足場材料の候補を見出した。今後は、肥大軟骨細胞への分化能が亢進したヒト脂肪幹細胞をこの足場材料とともに移植し、生体内での軟骨内骨化の誘導を検討する予定である。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
昨年度、（1）ヒト脂肪幹細胞の軟骨分化能を亢進する成長因子、および（2）生体内で軟骨内骨化を誘導するのに最適な足場材料については、ほぼ計画通りの進展が認められた。
|
| Strategy for Future Research Activity |
昨年度の成果を踏まえて今年度は、新しい条件で培養したヒト脂肪幹細胞と軟骨内骨化を誘導するのに適していると考えられる足場材料とともに免疫不全マウスに移植し、生体内での軟骨内骨化の誘導を検討する予定である。
しかしながら、最近の新型コロナウイルス感染拡大の影響で、培養細胞を用いた分子生物学的解析や動物の移植実験がほぼ停止しており、現時点で実験計画にほぼ3ヶ月以上の遅れが生じている。今後の感染状況によっては、研究計画の変更をおこなう必要が生じる可能性がある。
|
| Causes of Carryover |
新型コロナウイルスの感染拡大により、3月から4月にかけて計画していた動物実験を中止した。そのため、予定していた動物の購入費、飼育費および関連試薬の購入費を支出しなかったため、次年度使用学が生じた。
|
