2009 Fiscal Year Annual Research Report
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20220010
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
田畑 泰彦 Kyoto University, 再生医科学研究所, 教授 (50211371)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山本 雅哉 京都大学, 再生医科学研究所, 助教 (10332735)
梅澤 明弘 国立成育医療センター, 生殖医療部, 部長 (70213486)
出沢 真理 東北大学, 大学院・医学系研究科, 教授 (50272323)
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| Keywords | カチオン化多糖 / 遺伝子導入キャリア / 3次元スポンジ足場 / バイオリアクタ / 未分化間葉系幹細胞 / バイオマテリアル / 幹細胞治療 / 細胞の生物機能改変 |
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| Research Abstract |
再建外科治療と移植治療に並ぶ第3の治療である再生医療には2つのアプローチがある。1つ目は、細胞移植による生体組織の再生誘導である。2つ目が、バイオマテリアルと医工学技術を利用して、細胞の増殖分化を促し、生体組織の再生誘導を起こす生体組織工学アプローチである。本研究の目的は、この2つのアプローチを組み合わせ、移植に用いる幹細胞の生物機能を高めるための生体組織工学技術を開発することである。遺伝子導入のための非ウイルス性材料として、プルランやデキストランなどの多糖ヘスペルミンを化学導入することでカチオン化多糖を作製した。動物の骨髄より単離した未分化間葉系幹細胞(MSC)を用いてプラスミドDNAの細胞内導入と遺伝子発現を調べたところ、MSCに対しては、スペルミン導入プルランが優れていることがわかった。次に、ゼラチンからなるβTCP顆粒を混合した力学補強3次元スポンジに、得られたカチオン化多糖とプラスミドDNAとの複合体を含浸させた。MSCを播種、遺伝子導入のための培養を行った結果、幹細胞に対する効率のよい遺伝子発現が認められた。複合体の3次元スポンジからの放出挙動と遺伝子発現挙動がよく相関していることがわかった。このことは、細胞基材から遺伝子複合体が徐放化され、それがMSCへの遺伝子導入効率を高めたことを示している。次に、骨形成因子(BMP)のプラスミドDNAを用いて同様の検討を行った。プラスミドDNAの徐放化パターンを調節することによって、遺伝子導入されたMSCの骨分化と軟骨分化の程度が変化した。また、サル骨髄から採取したMSCをカチオン化プルランとプラスミドDNAとの複合体コーティング基材上で培養したところ、細胞の生存率を下げることなく、細胞の神経分化が達成され、細胞からのドーパミンの分泌が確認された。この神経分化MSCをサル中枢神経欠損モデルに移植したところ、神経機能の回復が認められた。
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