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細胞シート工学を応用した関節軟骨部分損傷の修復・再生に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 18591644
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 整形外科学
研究機関東海大学

研究代表者

佐藤 正人  東海大学, 医学部, 准教授 (10056335)

研究分担者 持田 譲治 (持田 讓治)  東海大学, 医学部, 教授 (50174347)
三谷 玄弥  東海大学, 医学部, 助教 (80307280)
研究期間 (年度) 2006 – 2007
研究課題ステータス 完了 (2007年度)
配分額 *注記
3,760千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 360千円)
2007年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2006年度: 2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
キーワード関節軟骨 / 軟骨細胞 / 細胞シート / 組織修復 / 温度応答性培養皿 / 軟骨損傷 / 軟骨再生 / 軟骨修復
研究概要

【目的】我々は角膜、心筋等の分野で臨床応用されている細胞シートの軟骨損傷治療への適用を検討している。本研究の目的は温度応答性培養皿を用いて作製したヒト軟骨細胞シートの特性を明らかにすることである。
【方法】患者10人の承諾を得て膝前十字靭帯再建術の顆間形成の際に採取した軟骨を酵素的に処理して細胞を単離した。実験に際し、以下の3群を作製した。1.従来の培養皿での単層培養群、2.温度応答性培養皿を用いて作製した細胞シート群、3.3層に積層化して更に1週培養した積層化シート群である。形質発現や接着因子等の遺伝子発現状況を網羅的に確認するためcDNAマイクロアレイを実施し、その後、有意差を認めた遺伝子群に関してアルタイムPCRを実施し群間比較を行った。
【結果および考察】軟骨細胞シートは、積層化することでII型コラーゲンとアグリカンの1.5倍以上、SOX9の2倍以上の統計学的有意な発現増加が確認され、形質発現を維持し得ることがわかった。またFibronectinとGap43の2倍以上の有意な発現増加も認め、十分な接着性とバリア機能も保持していることが推察された。さらに、マトリックス変性助長に関与し、変形性関節症発症にも関与が指摘されているMMP-3、MMP-13、ADAMTS5等の発現が積層化シートでは一様に有意に抑制されることを確認した。以上より、積層化シートは形質発現を維持しながら、軟骨損傷部からのプロテオグリカン流出を阻止し、Catabolic factorから損傷部を保護することで軟骨修復に寄与するものと考えられた。
【結論】ヒト軟骨細胞シートの特性をmRNA発現レベルで明らかにした。軟骨細胞シートは優れた接着性と軟骨保護作用を有し、関節軟骨修復に寄与すると考えられた。

報告書

(3件)
  • 2007 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2006 実績報告書

研究成果

(20件)

すべて 2007 2006

すべて 雑誌論文 学会発表

  • [雑誌論文] Effects of growth factors on heparin-carrying polystyrene-coated atelocoll agen scaffold for articular cartilage tissue engineering2007

    • 著者名/発表者名
      Sato M, Ishihara M, Ishihara M, Kaneshiro N, Mitani G, Nagai T, Kutsuna T, Asazuma T, Kikuchi M, Mochida J.
    • 雑誌名

      J.Biomed.Mater.Res.Part B, Appl.Biomaterials 84

      ページ: 181-188

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Cultured articular chondrocyte sheets for partial thickness cartilage defects utilizing temperature-responsive culture dishes2007

    • 著者名/発表者名
      Kaneshiro N, Sato M, Ishihara M, Mitani G, Sakai H, Kikuchi T, Mochida J
    • 雑誌名

      European Cells and Materials 13

      ページ: 87-92

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書 2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 細胞シート工学2007

    • 著者名/発表者名
      三谷 玄弥, 佐藤 正人, 持田 譲冶
    • 雑誌名

      臨床雑誌 整形外科 58

      ページ: 216-217

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] articular chondrocytes sheets for partial thickness cartilage defects utilizing temperature-responsive culture dish2007

    • 著者名/発表者名
      Kaneshiro, N., Sato, M., Ishihara, M., Mitani, G., Kikuchi, T., Mochida, J
    • 雑誌名

      European Cells and Materials Cultured 13

      ページ: 87-92

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Effects of growth factors on heparin-carrying polystyrene-coated atelocollagen scaffold for articular cartilage tissue engineering2007

    • 著者名/発表者名
      Sato, M., Ishihara, M., Ishihara, M., Kaneshiro, N., Mitani, G., Nagai, T., Kutsuna, T., Asazuma, T., Kikuchi, M., Mochida, J
    • 雑誌名

      Journal of biomedical materials research. Part B 83(1)

      ページ: 181-188

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Effects of growth factors on heparin-carrying Polystyrene-coated atelocollagen scaffold for articular cartilage tissue engineering2007

    • 著者名/発表者名
      Sato M, Ishihara M, Ishihara M, Kaneshiro N, Mitani G, Nagai T, Kutsuna T, Asazuma T, Kikuchi M, Mochida J.
    • 雑誌名

      J.Biomed.Mater.Res.Part B, Appl.Biomaterials 84

      ページ: 181-188

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 細胞シート工学2007

    • 著者名/発表者名
      三谷 玄弥, 佐藤 正人, 持田 讓冶
    • 雑誌名

      臨床雑誌 整形外科 58

      ページ: 216-217

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Bioengineered chondrocyte sheets may be potentially useful for the treatment of partial thickness defects of articular cartilage2006

    • 著者名/発表者名
      Kaneshiro, N., Sato, M., Ishihara, M., Mitani, G., Sakai, H., Mochida, J
    • 雑誌名

      Biochemical and Biophysical Research Communications 349(2)

      ページ: 723-731

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Bioengineered chondrocyte sheets may be potentially useful for the treatment of partial thickness defects of articular cartilage2006

    • 著者名/発表者名
      Nagatoshi Kaneshiro et al.
    • 雑誌名

      Biochenical and Biophysical Research Communications 349

      ページ: 723-731

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [学会発表] 関節軟骨損傷治療のための軟骨細胞シート特性2007

    • 著者名/発表者名
      佐藤 正人, 他
    • 学会等名
      第22回日本整形外科学会基礎学術集会
    • 発表場所
      浜松
    • 年月日
      2007-10-26
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書 2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Potential of cell sheet engineering for treatment of partial thickness defect of articular cartilage2007

    • 著者名/発表者名
      Sato M, et. al.
    • 学会等名
      Gordon Research Conference 2007
    • 発表場所
      Ventura,USA
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] The use of bioengineered chondrocyte sheets in treating partial thickness defects of articular cartilage2007

    • 著者名/発表者名
      Sato M, et. al.
    • 学会等名
      53rd Annual Meeting of the Orthopaedic Research Society
    • 発表場所
      San Diego,California,USA
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Technologies for articular cartilage regeneration2007

    • 著者名/発表者名
      Sato M, et. al.
    • 学会等名
      SPIE Photonics West 2007
    • 発表場所
      San Jose,USA.
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] [Invited paper] Technologies for articular cartilage regeneration2007

    • 著者名/発表者名
      Sato, M., Ishihara, M., Kaneshiro, N., Mitani, G., Nagai, T., Kutsuna, T., Kikuchi, M., Sakai, H., Mochida, J
    • 学会等名
      SPIE Photonics West, San Jose
    • 発表場所
      USA
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] The use of bioengineered chondrocyte sheets in treating partial thickness defects of articular cartilage2007

    • 著者名/発表者名
      Sato, M., Kaneshiro, N., Mitani, G., Nagai, T., Ishihara, M., Kutsuna, T., Sakai, H., Kikuchi, T
    • 学会等名
      53rd Annual Meeting of the Orthopaedic Research Society San Diego, California
    • 発表場所
      USA
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] [Invited paper] Potential of cell sheet engineering for treatment of partial thickness defect of articular cartilage2007

    • 著者名/発表者名
      Sato, M., Mochida, J
    • 学会等名
      Gordon Research Conference Cartilage Biology and Pathology, Ventura
    • 発表場所
      USA
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Cell Sheet Technoogy for Cartilage Repair2006

    • 著者名/発表者名
      Sato M, et. al.
    • 学会等名
      European Cells & Materials VII
    • 発表場所
      Davos,Switzerland
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Cultured ArticularChondrocytes Sheets Using Temperature-Responsive Cultured Dishes2006

    • 著者名/発表者名
      Kaneshiro, N., Sato, M., Mitani, G., Nagai, T., Ishihara, M., Sakai, H., Mochida, J
    • 学会等名
      6th International Cartilage Repair Society(ICRS) San Diego, California
    • 発表場所
      USA
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Potential of Cell Sheet Engineering for Treatment of Partial Thickness Defect of Articular Cartilage2006

    • 著者名/発表者名
      Sato, M., Kaneshiro, N., Mitani, G., Nagai, T., Ishihara, M., Sakai, H., Mochida, J
    • 学会等名
      World Congress on Tissue Engineering and Regenerative Medicine
    • 発表場所
      Pittsburg USA
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] [Invited paper] Cell Sheet Technoogy for Cartilage Repair2006

    • 著者名/発表者名
      Masato, Sato and Joji, Mochida
    • 学会等名
      European Cells & Materials VII Davos
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要

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公開日: 2006-04-01   更新日: 2016-04-21  

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