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iPS細胞に対してバイオリアクターを用いた新しい硝子様軟骨再生法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 16H05452
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 整形外科学
研究機関京都府立医科大学

研究代表者

久保 俊一  京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 特任教授 (20178031)

研究分担者 新井 祐志  京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 准教授 (50347449)
中川 周士  京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (30643382)
井上 裕章  京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (60457968)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円)
2018年度: 5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円)
2017年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円)
2016年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
キーワード軟骨 / 変形性関節症 / 再生医療 / 幹細胞 / 物理刺激 / 整形外科学 / 軟骨分化 / 再生医学 / 硝子軟骨 / iPS細胞
研究成果の概要

本研究の目的は、低酸素環境下でiPSCsから軟骨組織が作製可能かを検討し、低酸素刺激が作製した組織の細胞代謝や純度に与える影響を評価することとした。ヒトiPSCsを定常酸素環境または低酸素環境下で軟骨分化させた。real time RT-PCR、FACSおよび組織学的検討を行い軟骨分化を評価した。低酸素環境下では、未分化中胚葉マーカーの発現が抑制され、軟骨分化マーカーの発現が促進された。SOX9陽性細胞は低酸素環境下での培養で増加した。Safranin O陽性組織と2型コラーゲン陽性組織の割合は低酸素環境下で増加した。本方法により、迅速かつ簡便に高純度の軟骨様組織を作製できる可能性がある。

研究成果の学術的意義や社会的意義

近年,幹細胞から培養した軟骨組織移植を含めた再生医療が新たな治療法として有力視されている.特にiPSCは,細胞ソースとして優れている.しかしiPSCを用いた再生医療にも費用,培養期間,組織純度といった問題点がある.iPSCから軟骨組織を作製する方法はすでに確立されているが純度や組織作製にかかる期間が問題となっている。今回われわれの低酸素刺激を加えることで軟骨組織をより早期に、高純度で作製できる可能性があると考えた。本研究により今後iPSCを用いた軟骨組織移植が臨床応用するに当たり、物理刺激を加えることで、早期作製、高純度、低コストでの組織作製が可能になる可能性を見いだした点で意義深いと考える。

報告書

(4件)
  • 2019 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (3件)

すべて 2020 2018 2017

すべて 学会発表 (3件) (うち国際学会 2件)

  • [学会発表] Effect Of Hif-1α Stabilization By Deferoxamine On Chondrocyte And Articular Cartilage2020

    • 著者名/発表者名
      Kaihara Kenta、Nakagawa Shuji、Arai Yuji、Fujii Yuta、Inoue Hiroaki、Tsuchida Shinji、Kamada Yoichiro、Mazda Osam、Mikami Yasuo
    • 学会等名
      66th Annual Meeting of Orthopaedic Research Society
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Effects of hypoxic conditions in differentiation of human iPSC to cartilage2018

    • 著者名/発表者名
      Seiji Shimomura, Hiroaki Inoue, Yuji Arai, Shuji Nakagawa, Shinji Tsuchida, Shohei Ichimaru, Yuta Fujii, Osamu Mazda, Toshikazu Kubo
    • 学会等名
      2018 ORS annual meeting
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 低酸素環境によるヒトiPS細胞から軟骨組織への分化促進効果の検討2017

    • 著者名/発表者名
      下村征史,井上裕章,新井祐志,中川周士,土田真嗣,市丸昌平,松田 修,久保俊一
    • 学会等名
      第32回日本整形外科基礎学術集会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2021-02-19  

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