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2022 Fiscal Year Annual Research Report

Basic development for reprogramming methods and translation of regenerative medicine in intervertebral disc cells

Research Project

Project/Area Number 20H03809
Research InstitutionTokai University

Principal Investigator

酒井 大輔  東海大学, 医学部, 准教授 (10408007)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2024-03-31
Keywords腰痛 / 椎間板再生 / 幹細胞
Outline of Annual Research Achievements

我々は椎間板髄核細胞の培養においてラミニンコートディッシュを用いる事でTie2発現を維持し,結果2型コラーゲンの発現が高く,コロニー形成能に優れた機能性の高い細胞を得る事が可能であることを示した. そこで,このTie2陽性髄核前駆細胞の2型コラーゲン産生向上に関わる要因として新たに各種インテグリンレセプターの機能解析を行なった.
腰椎椎間板ヘルニア手術を受けた患者から同意取得し採取したヒト髄核組織(n=5,平均年齢:19.1±3.0歳)より細胞を単離し,6日間培養を実施した(20%FBS, 37℃, O2 5%, CO2 21%, 3×104個/6ml). 同条件で2種類のディッシュ(ノンコート[N群],ラミニンコート[L群])を使用し2群を比較検討した. Flow cytometryを用いて培養後の細胞表面マーカー(CD49a, CD49c, CD49f, Tie2, GD2, CD24), 細胞内マトリックス(2型コラーゲン[Col2],プロテオグリカン[PG])を評価した. また, Western Blottingを用いて細胞内に発現するCol2をタンパク質レベルで評価した.
細胞表面マーカーはTie2発現率(N群7.1±3.5%, L群18.5±7.4%, p<0.05)がL群で有意に高かった. CD49a発現率(N群33.2%, L群52.8%), CD49c発現率(N群55.2%, L群72.8%)はL群で高い傾向にあった. ,CD49f発現率は両群共に高発現を示した(N群89.2%, L群94.5%).Col2でもL群(N群13.2±7.8%, L群25.7±8.9%, p<0.05)で有意に高く, Western Blottingによるタンパク質レベルでのCol2発現においても, 同様にL群で高い発現レベルを示した.

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

椎間板細胞製品の開発において再生医療等製品に関する培養方法の改善, 最終製品の機能向上, 治験への道筋を示す研究を多く成果としてアウトプットしている。
本年度の結果で髄核細胞の培養時にラミニンコートディッシュを用いる事で髄核細胞のインテグリンα6鎖を介し, Col2を含む細胞内のマトリックスが高発現した幼若性の高い細胞を増幅することが可能となり, 高機能な髄核細胞を再生医療等製品に用いる事が可能となる.

Strategy for Future Research Activity

本研究では、現時点で根本的治療法のない椎間板変性に対する再生医療等製品の開発に貢献できる可能性が考えられる。幼弱性を維持しながら機能性の高い髄核細胞の増幅培養法が確立されれば、従来製品よりも低コストでより機能の高い再生医療等製品を開発することが可能となる。多くの人が悩まされている腰痛に対し、世界で初めての再生医療等製品が開発されれば、これまで対症療法や保存療法、外科的手術でしか治療の出来なかった椎間板変性に対する新たなアプローチが可能となるのではないかと考える。

  • Research Products

    (6 results)

All 2023 2022

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results) Presentation (3 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] Comprehensive narrative review on the analysis of outcomes from cell transplantation clinical trials for discogenic low back pain2023

    • Author(s)
      Schol J, Sakai D
    • Journal Title

      N Am Spine Soc J .

      Volume: 13 Pages: 100195

    • DOI

      10.1016/j.xnsj.2022.100195

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] N-acetylcysteine attenuates oxidative stress-mediated cell viability loss induced by dimethyl sulfoxide in cryopreservation of human nucleus pulposus cells: A potential solution for mass production.2022

    • Author(s)
      Tamagawa S, Sakai D, Schol J
    • Journal Title

      JOR Spine

      Volume: 5 Pages: e1223

    • DOI

      10.1002/jsp2.1223

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 椎間板変性に対する再生医療の産業化への挑戦2022

    • Author(s)
      酒井大輔
    • Organizer
      第51回 日本脊椎脊髄病学会学術集会
  • [Presentation] 椎間板再生医療とリハビリテーションによる腰痛治療の変革への期待2022

    • Author(s)
      酒井大輔
    • Organizer
      第95回 日本整形外科学会学術集会
  • [Presentation] 椎間板再生医療は腰痛治療となり得るか?2022

    • Author(s)
      酒井大輔
    • Organizer
      第95回 日本整形外科学会学術集会
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 髄核細胞マスターレギュレーター転写因子を含む分化誘導剤、誘導髄核細胞の製造方法、および誘導髄核細胞の用途2022

    • Inventor(s)
      酒井大輔、ショール ジョルディ、 平石 駿介、升井伸治
    • Industrial Property Rights Holder
      学校法人東海大学、国立大学法人京都大学
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      特願2022-502340

URL: 

Published: 2023-12-25  

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