2021 Fiscal Year Research-status Report
Reconstruction of three-dimensional osteochondral model by multilayered scaffold-free tissue
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20K20181
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
KIM JEONGHYUN 名古屋大学, 工学研究科, 助教 (20844591)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | ３次元培養 / 軟骨 / 骨 / 肥大化軟骨 / 軟骨内骨化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、in vitro及びin vivo骨-軟骨(osteochondral)モデル構築を目的とする。骨-軟骨モデルに向けて様々な人工物質を用いたbiphasic scaffoldなどが開発されてきたが、これらの人工物質を用いた研究は移植後の拒否反応などの副作用のリスクがある。また、軟骨と骨の間にはbone-cartilage interfaceという無血管軟骨組織への毛細血管侵入を防ぐ役割を持つ重要な部位があるが、現在の組織工学的なアプローチでは再現できていない。そこで本研究では、研究代表者がこれまでに開発した３次元細胞組織体の骨scaffold-free tissue(SFT)を軟骨SFTと合わせることで、この骨-軟骨を同時に再構築する。生体の骨と軟骨に限りなく近い環境を再構築することでbone-cartilage interfaceも再現できると期待できる。令和2年度においては、マウス前駆軟骨細胞(ATDC5)を用いて軟骨SFTを作製し、軟骨モデルとしての機能評価をおこなった。令和3年度においては、軟骨前駆細胞を用いて３次元軟骨SFTを作製し、肥大軟骨分化及びアポトーシスにおいて評価を進めた。
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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
研究代表者が初年度に作製したマウス前駆軟骨細胞(ATDC5)由来３次元Scaffold-free球体細胞組織体スフェロイド(spheroids)の軟骨組織としての評価を行った。7日までの培養期間中には軟骨細胞分化マーカーが大きく上昇した。また、４週間の長期培養後にはスフェロイド内の細胞の肥大化と共にスフェロイド中心部からアポトーシスが観察された。これは、軟骨内骨化の初期段階に見られる現象であり、３次元軟骨モデルの長期培養により新たに明らかになった。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでの研究により構築した骨SFTと軟骨SFTの積層化をおこなう。SFTの積層化により2つの異なるSFTが問題なく一体化しているのかを確認する。特に、２つのSFTの接着面に注目しながら、多層化SFT内のインターフェイス形成・機能などを詳しく評価して、骨-軟骨モデルとしての機能評価を行う。
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| Causes of Carryover |
コロナ禍が続き計画していた国外・国内学会発表がオンラインになったため旅費の使用額がなかった。
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