2019 Fiscal Year Research-status Report
培養滑膜幹細胞の画像解析および形態から得られる情報と生物学的情報の統合解析
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19K18453
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| Research Institution | Tokyo Medical and Dental University |
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Principal Investigator |
水野 満 東京医科歯科大学, 統合研究機構, プロジェクト助教 (00733908)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 滑膜幹細胞 / 位相差画像 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
我々がヒト臨床研究で投与している滑膜幹細胞は高い軟骨分化能を有し、膝関節内の他組織と発生学的に近似していることから異所性組織構築も認めず、臨床的に優れた細胞ソースである(Sekiya et al., Clin Orthop Relat Res. 473(7), 2015, Sekiya et al., Cell transplantation, 28(11):1445-1454, 2019)。本研究の目的は、この滑膜幹細胞の培養位相差像における細胞形態情報と、増殖性・分化能・遺伝子発現プロファイルなどの細胞生物学的な解析結果を統合したデータベースを構築し、再生医療技術の実用化における製造の安定性向上を試みることであると考えた。
2019年度は、滑膜幹細胞の主にコロニー性増殖に着目した解析を行い論文化した(Mizuno M, Sekiya I. et al., Scientific Reports, 9(1):16835, 2019.)。滑膜幹細胞はコロニー性増殖により高い軟骨分化能を維持した培養が可能である(Nakamura, Mizuno, et al, Jour of Orthopaedic Research, 2018)。そのため、培養過程の経時的な観察により細胞の品質管理が可能になると考え、先行して細胞位相差像を用いたコロニーの増殖曲線解析を行った。その結果、増殖性毎に各コロニーをクラスタリング分類し、機械学習における教師データの取得が可能となった。本研究課題において、これら各群における特性解析を行うことで、取得した形態等の情報が機能的にどのような意味を持つのか、細胞の機能解析と関連した解析を実現できる情報基盤を構築した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
当初予定していた画像解析システムのデータベースを構築した。またそのデータベースを用いた解析結果を国際学術誌に報告した。
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| Strategy for Future Research Activity |
構築したデータベースをオープンデータベースに登録することを目指す。取得したデータベースを解析してもらうことで、広く活用してもらう。また、位相差画像の取得には高価な顕微鏡が必要であったが、安価な光学機器を使用することで簡便な画像取得方法も同時に検証する。画像取得が安価、簡便に実施することが実現されれば実際の現場で広く利用してもらうことが期待される。元来予定していた研究の遂行と新技術の開発を同時に推進する。
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| Causes of Carryover |
研究が予定より早く推進することを期待し、論文投稿を予定していたが、COVID-19の影響により打ち合わせ等を実施できず使用が生じなかった。継続して論文化を目指す。
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