Investigation of regenerative medicine using osteogenic cell aggregates derived from human induced pluripotent stem cell

2021 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 21K16713
• Research Institution: Nara Medical University
• Principal Investigator: 岡村 建祐 奈良県立医科大学, 医学部附属病院, 研究員 (60812691)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: iPS細胞 / 骨分化誘導 / 再生医療 / 3次元培養

Outline of Annual Research Achievements

ヒトiPSCを用いた骨分化誘導実験において、3次元培養のための担体として、アテロコラーゲンから成るスポンジタイプのものを使用して、試行錯誤を繰り返しつつ培養を行った。試行錯誤の内容としては、担体に播種する細胞数や、担体のサイズ、培養液の量などの培養条件である。また、その比較対象として、アテロコラーゲンから成るゲルでの2次元培養も同時並行的に試行した。
また同時期に、同様にヒトiPSCのみで3次元的構造(スフェロイド)を形成させる特殊な構造の培養プレートを用いた骨分化誘導実験も行った。
アテロコラーゲンゲルによる2次元培養は失敗に終わったが、その他の実験ではそれぞれのサンプルからRNAを抽出しRT-qPCRを行い、骨分化マーカーの発現をそれぞれ確認したところ、発現の傾向に差異はあれど骨分化が進んだことを確認した。
これにより、現在まで繰り返し行ってきた2次元的骨分化誘導実験のノウハウを利用し、3次元的骨分化誘導実験が可能であることがひとまず確認できた。この確認は、今後免疫不全マウスへの骨形成細胞集合体の移植を計画している本研究において、欠かせない過程である。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

3次元培養のための担体を用いた実験や、その比較として採用する予定であった2次元培養のための素材を用いた実験において、適切に細胞が生存し分化できない状況が繰り返し発生したため、試行錯誤を余儀なくされたため。

Strategy for Future Research Activity

当初の予定よりやや遅れている3次元培養の方法を確立し、適切な参照遺伝子を特定することで、骨形成細胞集合体の移植前の状態評価を適切に行えるようになることを目指す。その後に速やかに免疫不全マウスへの移植方法を検証しつつ、実際の移植実験を開始する。

Causes of Carryover

前述したように、研究課程で実験の失敗が生じ、また成功した内容においても試行錯誤に研究時間を費やされたため、研究計画よりも若干の遅延が発生しており、今後消費する予定であった高価な3次元培養担体の購入やPCR試薬の購入に該当年度中に至らなかったため。