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2012 Fiscal Year Research-status Report

骨内環境再現システムを利用した骨粗鬆症治療モデルの開発

Research Project

Project/Area Number 24593054
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Research InstitutionOkayama University

Principal Investigator

山近 英樹  岡山大学, 大学病院, 講師 (10294422)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 辻極 秀次  岡山大学, 医歯(薬)学総合研究科, 准教授 (70335628)
Project Period (FY) 2012-04-01 – 2015-03-31
Keywords間葉系幹細胞 / 骨再生 / 骨粗鬆症
Research Abstract

平成24年度研究計画にしたがい、骨内膜細胞および脂肪由来細胞を採取し、培養ののち、フローサイトメトリーにて表面膜抗原の解析を解析した。さらに申請者らが開発した貫通孔をもつハニカムβ-TCPを用いて骨内微小環境を再現し、間葉系幹細胞をこのハニカムβ-TCPへ填入しマウスへの移植実験をおこなった。
具体的には、骨内膜細胞および脂肪由来細胞からCD34+,c-Kit+,Sca1+細胞をcell sorting systemにより分取しさらに得られた細胞のCD29, CD34, CD44, CD45, CD90, CD105, CD117の発現を確認した。その後、造血幹細胞としてCD3e, CD11b, CD45R/B220, Ly-76, Gr-1の発現を確認した。計画にしたがい、骨系前駆細胞への分化を確認しさらに当初に予定に追加して脂肪細胞への分化を確認した。
骨髄から採取した細胞、皮質骨から採取した細胞、脂肪から採取した細胞を比較した。
表面膜抗原の発現のしかたについては、われわれがこれまで行ってきた方法である、CD3e-, CD11b-, CD45R/B220-, Ly-76-, Gr-1-の細胞を、basic-FGFを添加したMEM培地で継代したものでは細胞の由来にかかわらず、CD34, c-Kit, Sca1, CD29, CD34, CD44, CD45, CD90, CD105, CD117発現に相違がなかった。一方移植実験ではハニカムβ-TCPの300μmの貫通孔のサイズでは、間葉系幹細胞が貫通孔にうまく入り込まず細胞の填入に問題があることがわかった。顆粒状態のβ-TCPを用いた、移植実験では間葉系幹細胞が顆粒の間にうまく入り込み、骨形成量の比較では圧倒的に顆粒状β-TCPの方が有利であった。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

当初の予定では平成24年度には、(1)骨内膜細胞の採取および細胞膜抗原精査、(2)骨系前駆細胞への誘導、(3)骨系前駆細胞への分化、を予定していた。実験計画の概要でも述べたようにこれらについては、本年度の計画通り順調に達成することができた。そこで当初の予定では平成25年度の計画に含まれる(4)β-TCPの構造、性状の検討および(5)「骨内環境再現システム」内での細胞間相互作用の確認を先取りしておこなった。

Strategy for Future Research Activity

文献的検索より、貫通孔の直径は300μmが最も適切であると予想した。実際に行ったフレッシュな細胞を用いておこなった予備実験でも、直径は300μmが最も適切であった。しかしながら、今回のように増殖させるために、継代培養した細胞ではフレッシュな細胞に比較して、細胞の形状および性状に変化があり直径300μmでは小さすぎて貫通孔に入り込めないことが多かった。対策としては1000μmの貫通孔を持つハニカムβ-TCPを新規に作成すること、および顆粒状のβ-TCPをスキャホールドとして、新規の移植実験を計画している。さらに、新しい方法として、間葉系幹細胞の抗原性が低い事を利用して、血流を使った全身投与による移植実験を行う事とする。

Expenditure Plans for the Next FY Research Funding

研究費は80%程度を、試薬、プラスチック器具、実験動物などの消耗品の購入にあてる。残りうち10%を、研究成果発表のための学会出張旅費。残り10%は論文発表のための英文校正費にあてる予定である。

  • Research Products

    (5 results)

All 2013 2012

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (3 results)

  • [Journal Article] Bone regeneration from mesenchymal stem cells (MSCs) and compact bone-derived MSCs as an animal model2013

    • Author(s)
      Eiki Yama, Seiji Iida
    • Journal Title

      Japanese Dental Science Review

      Volume: 49 Pages: 35-44

    • DOI

      10.1016/j.jdsr.2012.11.003

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Basic fibroblast growth factor supports expansion of mouse compact bone-derived mesenchymal stem cells (MSCs) and regeneration of bone from MSC in vivo.2012

    • Author(s)
      Yamachika E, Tsujigiwa H, Matsubara M, Hirata Y, Kita K, Takabatake K, Mizukawa N, Kaneda Y, Nagatsuka H, Iida S.
    • Journal Title

      J Mol Histol.

      Volume: 43 Pages: 223-233

    • DOI

      10.1007/s10735-011-9385-8.

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] マウス骨髄由来細胞および皮質骨由来細胞による骨再生2012

    • Author(s)
      山近英樹、喜多憲一郎、松原正和、高畠清文、仲田直樹、石田展久、水川展吉、松村達志、高木 愼、飯田征二
    • Organizer
      第57回(社)日本口腔外科学会総会
    • Place of Presentation
      横浜
    • Year and Date
      20121019-20121021
  • [Presentation] OVXマウスにおけるDHNAの骨吸収抑制効果 第二報 骨量に対する統計学的解析2012

    • Author(s)
      喜多憲一郎、山近英樹、松原正和、石田展久、森谷徳文、松村達志、藤田佑貴、高畠清文、飯田征二
    • Organizer
      第57回(社)日本口腔外科学会総会
    • Place of Presentation
      横浜
    • Year and Date
      20121019-20121021
  • [Presentation] 喜多憲一郎、山近英樹、松原正和、石田展久、平田泰久、藤田佑貴、高畠清文、辻極秀次、長塚 仁、飯田征二2012

    • Author(s)
      骨粗鬆症モデルマウスにおける1.4-dihydroxy-2-napthoic acid(DHNA)の骨吸収抑制効果についての検討
    • Organizer
      第66回日本口腔科学会学術集会
    • Place of Presentation
      広島
    • Year and Date
      20120517-20120518

URL: 

Published: 2014-07-24  

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