2014 Fiscal Year Research-status Report
間葉系・造血系幹細胞の相互作用を活用した新規骨再生法の開発と歯科矯正治療への応用
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26463085
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
大久保 和美 東京大学, 医学部附属病院, 講師 (10396715)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
岡安 麻里 東京大学, 医学部附属病院, その他 (10610941)
星 和人 東京大学, 医学部附属病院, 准教授 (30344451)
西條 英人 東京大学, 医学部附属病院, 講師 (80372390)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 添加的骨形成 / 造血幹細胞 / 間葉系幹細胞 / FGF-2徐放化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、高効率で確実な骨再生を実現するために、間葉系と造血系の両者の幹細胞の相互作用を活用して骨形成の促進と維持を実現する方法を確立し、歯科矯正治療への応用を目指すことである。申請者らは、間葉・造血相互作用を用いた新たな歯槽骨増量法を確立し、これを歯槽骨に導入することにより、歯の移動やインプラント植立が安定的に施行できる、従来にはなかった高効率の骨再生を実現できると仮説を立て、H26年度はその初期検討として添加的骨形成の作製および評価、仕様の決定を行った。添加的に形成された骨の維持には、近接骨髄に含まれる間葉系幹細胞と造血幹細胞の相互作用とが不可欠と考え、本年度は、①添加的骨形成における造血・間葉系幹細胞数とCXCL12-CXCR4シグナル変化の解析としてマイクロカプセル化した異なる濃度のFGF-2 (濃度1, 10, 100 μg/mL)/PLGAを作製し、マウス頭蓋骨膜下へ移植し、骨形成の評価をおこなった。移植後1,2,4,8週で頭蓋を摘出し比較検討および評価した結果、骨形成能の高いFGF-2徐放化製剤を選定した。形成された骨の量・質を維持し、かつ、骨髄における幹細胞を維持するのに必要なSCF投与条件をCXCL12-CXCR4シグナルの変化をFACSを用いて検討を行った。②CXCL12-CXCR4シグナルの減少を代償するSCF徐放化の設定として、①項で評価したCXCL12-CXCR4シグナル変化を代償するためのSCF使用条件の検討をおこなった。FACSを用いてマウス間葉系幹細胞を単離し、初代培養細胞にSCFを添加し、経時的なCXCL12分泌変化の計測をおこない、この結果を元に、生体内投与に必要なSCF濃度を推計いし、SCF徐放化製剤を作製した。作製したSCF徐放化製剤は生理食塩水中に投与し経時的なSCF徐放効果を検証し、目標にSCF徐放化製剤の選定をおこなった。
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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
添加的骨形成に関して、移植初期から予想通り骨形成が開始されたが、移植期間の延長に伴って、形成された骨の吸収・消失が顕著になり、また、動物間で消失までの期間にばらつきが生じた。原因として、FGF-2/PLGAマイクロカプセルのロット間でのばらつきが考えられたため、FGF-2の添加のタイミングやPLGA量の一定化等のカプセルの安定的な作製技術を確立するまでに、当初予測より時間を要した。しかしながら、技術の安定化により、FGF-2濃度の設定、およびシグナル予測に関しては、当初の計画通り遂行されていると考える。
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| Strategy for Future Research Activity |
H27年度以降の計画として、前年度までに規格化したFGF-2/PLGA徐放化製剤にSCFを添加したときの添加的骨形成の評価および骨髄維持に関わる造血幹細胞と間葉系幹細胞の動態変化の評価を行う。これにより、形成された骨において十分な骨質・骨量を形成し、幹細胞維持を実現する骨髄微小環境の形成するSCF含有FGF-2徐放化製剤を決定し、この製剤を用いてラット抜歯窩モデルに対して移植した時の効果を形態学的、組織学的に評価をおこなう。これらの結果をもとに、矯正力を用いた歯移動が行える適正なタイミングを検討する。
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| Causes of Carryover |
H26年度実施研究において、添加的骨形成の評価および骨髄環境の定性的評価が当初予定より時間を要したことから、当初使用予定であったSCFおよび抗体（試薬）の量の減少に伴って、購入費用が減じたため。また、参加を予定していた学会に関して、会議と重なってしまったために、結果として不参加となったことが、助成金の繰り越しになったものと考えます。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
次年度への繰り越しに関しては、前年度購入予定だった試薬の購入に充当させること、また、旅費に関しては、本年度、参加を予定している学会へ充当させることで繰り越し分を償却できるものと考えます。
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