骨軟部腫瘍切除後欠損に対する脂肪由来幹細胞再生医療の新たなアプローチ

• 研究課題/領域番号: 17K10962
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 整形外科学
• 研究機関: 金沢大学
• 研究代表者: 林 克洋 金沢大学, 医薬保健学総合研究科, 特任教授 (80507054)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2020-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2019年度)
• 配分額: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円); 2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2018年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2017年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
• キーワード: 脂肪由来幹細胞 / 骨軟部腫瘍 / 再生医療 / 骨再生 / 再生医学

研究成果の概要

脂肪由来幹細胞（ADSC）の骨腫瘍切除後の欠損に対する骨再生効果を確認した。in vitroにおいて、ADSCによる凍結自家処理骨再生能を検討し骨芽細胞のSmadシグナルやJNKシグナルが有意に活性化、骨形成を促す液性因子を産生している可能性が確認され、in vivo実験モデルで、凍結自家処理骨にADSCを添加することで、骨再生の亢進が確認された。In vitroでのBMPの発現効果やDiIの分布などとあわせ、ADSCは骨に直接分化したより、周囲に存在して骨形成サイトカインを分泌し骨形成を促進したと考えられた。今後ADSC添加による臨床応用が期待される。

研究成果の学術的意義や社会的意義

骨軟部腫瘍手術で切除した骨軟部組織欠損を補填する医療技術を発展させることは重要な課題である。骨肉腫などの腫瘍を含む骨は、熱や放射線、低温処理などを行うことで腫瘍を壊死させ、骨を再利用して使用できるが、当教室では液体窒素を使用した処理方法を開発、臨床応用を行ってきた。今回、その再生能力の改善のため、採取が容易で細胞数が多くとれる脂肪由来幹細胞を用いて再生医療を行うことを研究、結果を得た。日本オリジナルの治療方法を更にすすめて行く橋掛かりとなった。

研究成果

• [雑誌論文] Revitalization of frozen autologous bone graft using adipose-derived stem cells (2019)
  • 著者名/発表者名: 8.Aoki Y, Yamamoto N, Hayashi K, Sugimoto N, Kimura H, Takeuchi A, Miwa S, Igarashi K, Inatani H, Higuchi T, Abe K, Taniguchi Y, Araki Y, Tsuchiya H.
  • 雑誌名: J Transl Sci 巻: 5 号: 2 ページ: 1-7
  • DOI: 10.15761/jts.1000329
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Adipose-derived stem cell sheets accelerate bone healing in rat femoral defects. (2019)
  • 著者名/発表者名: Yoshida Y, Matsubara H, Fang X, Hayashi K, et al
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 14 号: 3 ページ: e0214488-e0214488
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0214488
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Do Mesenchymal Stem Cells Derived From Atypical Lipomatous Tumors Have Greater Differentiation Potency Than Cells From Normal Adipose Tissues? (2017)
  • 著者名/発表者名: Inatani H, Yamamoto N, Hayashi K, Kimura H, Takeuchi A, Miwa S, Higuchi T, Abe K, Taniguchi Y, Yamada S, Asai K, Otsuka T, Tsuchiya H.
  • 雑誌名: Clin Orthop Relat Res 巻: 印刷中 号: 6 ページ: 1693-1701
  • DOI: 10.1007/s11999-017-5259-z
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 脂肪系腫瘍由来幹細胞と正常脂肪由来幹細胞の分化能の違い (2017)
  • 著者名/発表者名: 1.林克洋、稲谷弘幸、土屋弘行
  • 雑誌名: BioClinica 巻: 32 ページ: 1031-1034
• [学会発表] Adipose-derived stem cell therapy for bone and soft tissue defect (2019)
  • 著者名/発表者名: 林克洋
  • 学会等名: The 63rd Annual Congress of the Korean Orthopaedic Association
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Clinical outcomes of surgery using an external fixator for bone deformities or defects after tumor resection (2018)
  • 著者名/発表者名: Hayashi K
  • 学会等名: 国際整形災害外科学会
  • 国際学会
• [学会発表] 骨軟部組織欠損後に対する脂肪由来幹細胞の応用 (2017)
  • 著者名/発表者名: 林克洋
  • 学会等名: 第11回金沢骨軟部腫瘍セミナー
• [図書] 関節・軟骨の再生医療 (2019)
  • 著者名/発表者名: 林克洋
  • 総ページ数: 254
  • 出版者: シーエムシー出版
  • ISBN: 9784781314860