2013 Fiscal Year Annual Research Report
骨延長法を模倣した延長装置を用いない広範囲顎骨再生法の開発
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25293408
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
日比 英晴 名古屋大学, 医学(系)研究科(研究院), 准教授 (90345885)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山本 朗仁 名古屋大学, 医学(系)研究科(研究院), 准教授 (50244083)
服部 宇 名古屋大学, 医学部附属病院, 講師 (60332699)
片桐 渉 名古屋大学, 医学部附属病院, 助教 (10437030)
土屋 周平 名古屋大学, 医学部附属病院, 助教 (20569785)
黒田 健介 名古屋大学, エコトピア科学研究所, 准教授 (00283408)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 骨再生 / 幹細胞培養上清 |
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| Research Abstract |
幹細胞培養上清中には細胞が分泌するさまざまな生理活性物質が含まれる．それらが発揮する多面的な組織再生能にわれわれは着目し研究を進めている．
本年度はおもに幹細胞培養上清の機能解析に取り組んだ．幹細胞培養上清は，所定の手続きを経て得たヒト細胞を培養して調製した．細胞種は骨髄間葉系幹細胞とし，その培養に用いた無血清培地を遠心分離することによりその上清を得た．機能解析は既報で示したデータを活かし，それが拡充できるように項目を設定した．まず上清中に含まれるサイトカインの量をELISA法により測定した．つぎにラット骨髄由来間葉系幹細胞培養系に上清を適用し，細胞遊走能，細胞増殖能，創傷治癒能，血管新生能，骨形成および血管新生関連遺伝子発現およびタンパク質発現様相について評価した．さらに上清をラットの骨欠損部に適用し，X線学的，組織学的に評価した．上清はIGF，VEGF，TGF-β，HGFなどのサイトカインを含んでおり，それを定量した．また上清では細胞遊走能，細胞増殖能，創傷治癒能，血管新生能と，細胞増殖，骨形成および血管新生関連遺伝子の発現はいずれも有意に高まった．骨欠損部においては骨組織再生が認められ，そのなかに幹細胞および血管内皮細胞の増加を認めた．骨髄由来間葉系幹細胞培養上清の適用により骨組織の再生が確認され，この効果には血管新生および内在性幹細胞の遊走が関与している可能性が示唆された．これらの結果は今まで取り組んできた一連の研究の内容を補完し，組織再生についての知見を体系化するのに役立てたいと考えている．また適切なバランスのサイトカインを含む培養上清の適量を適時適所に適用することにより，延長装置なしで骨延長部にみられる組織再生過程を再現しようと目論んでいる．さらに将来は創薬につながればどの医療機関でもできる組織再生法への途が開かれると考える．
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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
研究に必要な設備が導入でき，実験計画に無理がなかったため，研究がおおむね順調に進んだと考える．
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究の出口は幹細胞培養上清を用いた組織再生法による顎骨再建という臨床的な課題解決である．そのカギは再生の場により早くより密な血管網構築を図ることであり，その観点で幹細胞培養上清の機能解析をし，その適用法を工夫するのが基本戦略である．
徐放性担体による静的培養上清投与法について検討する．培養上清の担体としてコラーゲン，リン酸カルシウムなどの認可材料のほか，新規開発中の材料を研究対象とする．
量的時間的制御下培養上清動的投与法について検討する．徐放性担体ではその放出制御に限界がある．そこで培養上清をシリンジで投与することを検討する．これにより量と時間や注入位置だけでなく，内容も任意に設定する．この結果から至適な投与条件と方法が決定できればマイクロポンプを用いた準閉鎖系の適用法を試みる．骨片断端から組織形成を誘導し，それにあわせて徐々にマイクロカテーテルを抜くことで，骨延長を模倣した骨再生ができると目論んでいる．つまり従来通り再建プレートあるいはメッシュで骨片を固定し，骨片間は延長装置でなく，マイクロポンプ・カテーテルで骨形成を導く．マイクロポンプ・カテーテルは顎骨再建後には侵襲なく撤去できる．
研究体制は医学系と工学系で構成している．医学系の研究分担者1名は分子発生細胞生物学の専門家であり，研究結果を評価する際の新知見追求に備える．工学系の研究分担者1名は担体の表面加工に従事する．研究が計画通りに進まない時や問題が生じた時は，毎週開いている研究検討会で協議し，現状分析，問題点抽出，対策立案，実行の順で進行を調整して問題解決に導く．また連携研究者の収集した情報を活用するが，うち1名は定年のため最終年度は研究体制外となるので，その役割は漸減する．
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
顕微鏡用デジタルカメラとレーザー血流解析装置を導入する予定であったが，モデルチェンジがあるとの情報を得てそれをみあわせたため．
より新しく，より安い上記が出しだい，それを導入する．
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