2022 Fiscal Year Annual Research Report
自己多層化DPSCシートを用いた無血清培養システムによる新規骨再生法の開発
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21K17029
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| Research Institution | The Nippon Dental University |
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Principal Investigator |
望月 真衣 日本歯科大学, 生命歯学部, 准教授 (90821934)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 無血清培養 / 歯髄幹細胞 / 間葉系幹細胞 / 再生医療 / 硬組織再生 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
これまでに申請者は、間葉系幹細胞（MSC）の一種である歯髄幹細胞（DPSCs）の臨床応用に向けて無血清培養法を確立し、初代培養から短期間で大量のDPSCsを獲得することに成功した。さらに、type 1 collagenを培養皿にコーティングすることで、DPSCsが活発な増殖を維持し、自己多層化を示すことを明らかにした。そこで本研究は、異種血清や生体材料を使用することなく、自己多層化して三次元構築されたDPSCsを移植する臨床的かつ効率的な新規骨再生法の開発を目的とした。
はじめに、DPSCsの自己多層化における無血清培養条件を最適化することで、短期間で再現性良く自己多層化DPSCsシート（DPCS）を形成することに成功した。一方で、代表的なMSCである骨髄由来幹細胞および臍帯由来幹細胞を対照群に同細胞シートの形成を試みたところ、いずれの細胞群でも多層化を示さないことが明らかとなった。
In vitro解析により、DPSCsは最適化された条件下で無血清培養されると、自ら豊富なコラーゲンを産生して、それを足場に細胞死を引き起こすことなく一定の厚みを有する細胞シートを形成することが明らかとなった。さらに、DPCSを石灰化誘導培地で培養すると巨大なノジュールを形成した。
in vivo解析では、免疫不全マウスの皮下にDPCSと骨補填材を移植して、DPCSの異所性の硬組織形成能を評価した。DPCSの優れた操作性から高い再現性で移植が可能となり、さらに移植物には大量の骨様硬組織が形成された。
以上より、DPSCsを最適化された条件下で無血清培養することで、安全かつ迅速に再現性良く自己多層化DPSCsシートを形成することに成功し、さらにこのDPSCsシートは硬組織再生医療に有用であることが示された。本研究の成果から、DPSCsによる新規骨再生法の応用が期待される。
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