2022 Fiscal Year Research-status Report
in vivo遺伝子導入による軟骨再生医療への展開
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20K09853
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| Research Institution | Teikyo University |
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Principal Investigator |
山岡 尚世 帝京大学, 医学部, 講師 (10444085)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
丸山 一雄 帝京大学, 薬学部, 特任教授 (30130040)
鈴木 亮 帝京大学, 薬学部, 教授 (90384784)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 脂肪幹細胞 / 軟骨再生 / 遺伝子導入 / リピッドバブル / Sox9 / TGF-β / BMP-2 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、安全で確実な軟骨組織再生の方法を確立し、早期の臨床応用を目指すことである。本研究では脂肪幹細胞をTGF-βを含む軟骨分化培地を用いて軟骨細胞に分化誘導し、得られた細胞をコラーゲンゲルに包埋しマウスに移植した後、移植部位でSox9を遺伝子導入用正荷電リピッドバブルで遺伝子導入し、軟骨組織再生への効果を検証した。しかしSox9遺伝子導入により遺伝子レベルでのアグリカンの発現の高値やタンパク定量でプロテオグリカンの蓄積がみられたものの結果は不十分であった。この結果を受けて足場や遺伝子導入の方法などについて再度の検討を行った。特に足場についてはこれまでコラーゲンゲルで細胞を包埋しゲル状の検体をヌードマウス皮下に移植していたが、移植後に十分な強度を保持することが出来なかった。そこで、三次元形状を持った多孔体に成形されたコラーゲンスポンジをこれまでのゲル状のコラーゲンに加えて、ゲルと多孔体を組み合わせたハイブリッド足場として用いた。この足場により播種された細胞に三次元環境が与えられ、細胞機能が活性化し、より生理的軟骨組織に近い環境が作られることが期待された。そして実際に力学的強度を保った検体を得られることが出来、一定の結果を得ることが出来た。また、遺伝子導入には従来通り正荷電リピッドバブルを用いているが多孔体の容積、添加する細胞数を考慮しながらリピッドバブルの至適量を設定する必要がある。リピッドバブルと細胞の親和性については検証済であるが、細胞に対してリピッドバブルが多すぎると細胞死が起こり、また少なすぎると十分な導入効果を得ることが出来なかった。そこで至適量を検討し軟骨再生に有用な知見を得られたため、それをもとに軟骨組織再生を目指している。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
ゲルと多孔体を組み合わせたハイブリッド足場を用いたことと、細胞数や多孔体の容積に適したリピッドバブルの量が設定出来るようになったことでより生理的軟骨に近い再生軟骨が得られるようになった。ただし、細胞については足場素材の検討とリピッドバブルの濃度設定の検討を優先したため脂肪幹細胞ではなく軟骨細胞を用いている。そのため、当初の予定であった脂肪幹細胞を用いた実験にやや遅れが生じている。
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| Strategy for Future Research Activity |
足場素材の検討とリピッドバブルの濃度の条件設定がほぼ完了しているので今後は脂肪幹細胞を用い、TGF-βやBMP-2を作用させることにより軟骨細胞に分化誘導し同様の実験を継続していく予定である。
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| Causes of Carryover |
足場素材やリピッドバブル濃度の条件設定のための基礎実験が多かったせいで予定よりもin vivo実験が少なかった。そのため、想定よりも少ない使用額になったと考えられる。
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