新規機能性ペプチド含有担体と臍帯由来幹細胞を用いた骨・軟骨再生に関する基礎的研究

2016 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 26462729
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 蛯沢 克己 名古屋大学, 医学部附属病院, 病院助教 (20397459)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 亀井 譲 名古屋大学, 医学系研究科, 教授 (10257678) ; 加藤 竜司 名古屋大学, 創薬科学研究科, 准教授 (50377884) ; 蟹江 慧 名古屋大学, 創薬科学研究科, 助教 (80636407)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: 臍帯由来間葉系幹細胞 / 骨細胞特異的接着ペプチド / 軟骨細胞特異的接着ペプチド

Outline of Annual Research Achievements

①昨年度までに行ったペプチドアレイを用いたスクリーニングにより、臍帯由来間葉系幹細胞の骨分化誘導を促進しうる3種類のペプチドを選定した。これらのペプチドをそれぞれ生体吸収性自己配列ペプチドに架橋し、骨誘導生体吸収性材料を作製した。作製した3種類の材料に臍帯由来間葉系幹細胞を播種し培養後、マウス皮下に移植した。移植3ヶ月後サンプルを回収し、HE染色、オステオポンチン、オステオネクチン、タイプ１コラーゲンに対する免疫染色、アルカリフォスファターゼ活性などで骨形成能の評価を行った。いずれの材料も骨様組織の形成は認めるものの、元来の骨組織と比較し量・質的にかなり劣った骨形成しか認めないという結果であった。
②軟骨細胞への分化誘導を促進しうるペプチド配列の選別も①と同様の方法で行い、5種類のペプチド配列を選定した。同様の方法で生体吸収性材料にペプチドの修飾を行い、軟骨分化誘導生体材料を作製した。臍帯由来間葉系幹細胞を同材料に播種し、培養後マウス背部皮下へ移植した。移植3ヶ月後サンプルを回収し、HE染色、アグリカン、タイプ２コラーゲンに対する免疫染色などで軟骨骨形成能の評価を行った。いずれの材料も軟骨様組織形成を多少認めるものの、元来の軟骨組織と比較し量・質的にかなり劣った軟骨形成しか認めないという結果であった。
③以上の結果より、分化誘導に関して根本的な改善が必要であり、浮遊培養、低酸素下培養、回転培養などや添加因子の見直しを行っている。

Current Status of Research Progress

4: Progress in research has been delayed.

Reason

臍帯由来間葉系幹細胞の骨・軟骨分化が当初の予定よりかなり悪く、実験自体の進捗に重大な妨げとなっているため。またこれらを使用して選別したペプチドも用いた移植実験で良好な結果を得られず、実験の見直しをしなければならなかったため。

Strategy for Future Research Activity

分担研究者とともに、培養方法の改善を含めた骨・軟骨分化誘導法の効率化に関してさらに検討を加え、実験を計画通りに行っていく。

Causes of Carryover

実験の進捗が遅れており、今年度も実験を行わなければならなくなったため

Expenditure Plan for Carryover Budget

骨軟骨分化誘導促進ペプチドの再選定、生体材料の作製、動物への再移植などに当てる予定