Research for bone and cartilage regeneration using umbilical cord derived mesenchymal stem cells and novel functional peptide modified scaffold

2017 Fiscal Year Annual Research 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 / 骨再生 / 軟骨再生 / ペプチド

Outline of Annual Research Achievements

昨年までは、ペプチドアレイを用いたスクリーニングにより得られた臍帯由来間葉系幹細胞の骨分化誘導を促進しうるペプチドを、生体吸収性自己配列ペプチドに架橋し作製した骨誘導生体吸収性材料に、臍帯由来間葉系幹細胞を播種・培養後、マウス皮下に移植したが、良好な骨形成を認めなかった。そのため移植期間を6ヶ月まで延長することにした。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 。
昨年までは、得られた軟骨分化誘導を促進しうるペプチド配列を生体吸収性材料に修飾し、軟骨分化誘導生体材料を作製、そこに臍帯由来間葉系幹細胞を播種・培養後、マウス 背部皮下へ移植したが、アグリカン、タイプ2コラーゲンなど軟骨に特異的な細胞外器質の発現がほとんど認められない結果であった。そのため本年度は軟骨分化に有利であると言われる低酸素下培養を採用した。同材料に臍帯由来間葉系幹細胞を播種し、低酸素培養後、マウスはイブ皮下に移植した。3ヶ月後サンプルを回収し、同様に評価を行ったが、軟骨特有な細胞外器質はあまり認められなかった。
以上の結果より、臍帯由来間葉系幹細胞の骨・軟骨分化を誘導しうるペプチドのスクリーニング法で、我々の列挙した細胞外器質や成長因子由来のペプチドのみでは試行が不足していたのではないかという結論に至った。