2021 Fiscal Year Research-status Report
架橋ナノゲルを用いた骨・軟骨オルガノイドの構築と量子ビームによるナノ構造解析
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20K10100
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| Research Institution | Kyoto Prefectural University of Medicine |
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Principal Investigator |
山本 俊郎 京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 講師 (40347472)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
松田 修 京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (00271164)
山本 健太 京都府立医科大学, 医学部附属病院, 専攻医 (00636160)
足立 哲也 京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 講師 (10613573)
金村 成智 京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 准教授 (70204542)
PEZZOTTI G. 京都工芸繊維大学, 材料化学系, 教授 (70262962)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | ラマン分光法 / ナノゲル / 量子ビーム / ダイレクトリプログラミング / 多孔性ナノゲル架橋ハイブリッドゲル / 量子ビーム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
顎骨腫瘍手術後の骨欠損や唇顎口蓋裂（鞍鼻）などに対して、iPS細胞や間葉系幹細胞と足場材料を組織工学的に組み合わせることで構築した骨・軟骨組織（オルガノイド）を移植する顎顔面再生療法についての研究が加速している。良質のオルガノイドを移植することは移植後の予後を左右するため、骨・軟骨基質の質を解析することは極めて重要である。我々は、新規足場材料”多孔性ナノゲル架橋ハイブリッドゲル”によりオルガノイド構築し、ラマン分光学によりその質を分子レベルで評価することに成功した。しかし、ラマン分析は空間分解能に問題があり、足場材料の化学的性質が組織構築に及ぼす機序を解明するには限界があった。そこで本研究では、原子レベルで化学組成や極微細構造を解析することが可能な量子ビームを用いた解析法により、ハイブリッドゲルの化学組成がオルガノイドの生体力学機能や形態に与える影響を明らかにし、顎顔面領域の再生療法への基盤技術の開発を目指す。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
新規足場材料”多孔性ナノゲル架橋ハイブリッドゲル”上で骨芽細胞および軟骨細胞を3次元培養することで、骨組織を構築することに成功した。また、多孔性ナノゲル架橋ハイブリッドゲルを細胞移植用の足場材料として、骨欠損モデルに移植したところ結晶性の高い骨組織が形成されることを放射光を使ったFT-IRイメージングにより確認できた。2021年度は多孔性ナノゲル架橋ハイブリッドゲルのシート化に成功した。さらに、ダイレクトリプログラミング法により、シート上に線維芽細胞から機能的な骨芽細胞への分化誘導に成功している。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、多孔性ナノゲル架橋ハイブリッドゲルを用いたin vitroおよびin vivoモデルで、良質な軟骨組織が構築されるかを量子ビームを用いた解析法で確認する。
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| Causes of Carryover |
COVID19のため、消耗品の納品に遅延を認めたため、次年度に持ち越し消耗品を購入する。
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