2015 Fiscal Year Annual Research Report
iPS細胞を原材料とするバイオミメティック骨再生剤の開発
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26670835
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
江草 宏 東北大学, 歯学研究科(研究院), 教授 (30379078)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 再生医学 / 歯学 / iPS細胞 / 骨組織再生 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
補綴歯科治療において，顎堤吸収により失われた骨の欠損部を補うための骨補填材料の需要は高まる一方である。現在，臨床に使用されている骨補填材には，化学的に合成されたリン酸カルシウム材料あるいはウシ由来の脱蛋白質乾燥骨等がある。しかしながら，これ
らの生体材料は，自家骨に比べて骨再生能が劣る上，術後吸収による再生骨量の減少等の問題があり，治療の予後は必ずしも良好ではない。また，動物由来の生体材料には未知の感染性因子が存在する可能性が完全には否定できないため，これらに代わる新たな骨補填
材料の開発が望まれている。本研究の目的は，培養iPS細胞を用いて自家骨成分に近い「バイオミメティック骨再生剤」の作製が可能か否かを検討することである。マウス歯肉由来iPS細胞の胚様体を，骨芽細胞分化誘導培地中で特定の振盪培養条件を与えることで，浮遊させたままカルシウムを豊富に含む骨芽細胞の凝集体を作製する技術を確立した。また，大量に増殖させたiPS細胞を浮遊培養することによって大量の胚様体を形成させ，さらに振盪培養しながら骨芽細胞へ分化誘導することで，胚様体のサイズを大きくし，かつ含まれる石灰化物（カルシウム）の量を増加させることが可能であることを見出した。さらに，この胚様体を不活化して得られた材料は，骨組織に近似した成分組成を有していることを明らかにした。この不活化したiPS細胞の凝集体をラット頭蓋骨欠損部に填入した結果，組織切片観察から良好な骨再生効果を示した。また，術後10週間にわたり，いずれの組織切片においても腫瘍化を示す所見は認めなかった。本研究の結果，マウスiPS細胞を振盪培養下で骨芽細胞へ分化誘導することで，骨組織に近い成分を有する細胞凝集体を作製する技術が確立できた．また，これを不活化した材料は，骨補填材として有用である可能性が示唆された．
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