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軟骨膜の機能解明 ーiPS細胞由来軟骨を用いてー

研究課題

研究課題/領域番号 18H02924
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分56020:整形外科学関連
研究機関大阪大学 (2020-2021)
京都大学 (2018-2019)

研究代表者

山下 晃弘  大阪大学, 医学系研究科, 助教 (00636855)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2020年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2019年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
2018年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
キーワード骨・軟骨代謝 / 再生医療 / iPS細胞 / 幹細胞 / 骨・軟骨代謝学 / 骨軟骨代謝学 / 再生 / 軟骨 / 骨代謝学 / 再生医学 / 軟骨再生 / 軟骨膜 / 軟骨周膜
研究成果の概要

関節軟骨の再生は重要な課題である。ヒトiPS細胞由来軟骨は関節軟骨修復に有用なソースの1つである。iPS細胞由来軟骨は軟骨膜に囲まれた組織である。これらをミニブタの関節軟骨欠損へ移植すると、軟骨同士が融合し治癒を促進した。RNAseqで解析した結果、軟骨膜にはFGF18が高発現していた。in vitroにおいてFGF18添加すると融合が促進し、一方FGF阻害剤の添加は融合を阻害した。以上の結果より軟骨膜に発現するFGF18が融合において重要な機能を果たしていることを明らかにした。このiPS細胞由来軟骨の融合メカニズムを調べることは関節軟骨欠損の再生医療の実現に重要であると考えられる。

研究成果の学術的意義や社会的意義

われわれはヒトiPS細胞から分化誘導して作製した軟骨を損傷部に移植する新規治療法の開発を目指している。本研究の結果、軟骨膜に発現するFGF18が軟骨組織の融合に重要な役割を果たしていることが明らかとなった。iPS細胞由来軟骨による組織再生には軟骨膜を温存することが重要である。この知見をもとに大型動物への有効性試験を経て臨床応用が可能となると考えられる。またより効率の良い軟骨分化誘導法を確立できる可能性がある。よって本研究の成果は、iPS細胞由来軟骨を用いた再生治療の治癒メカニズムの一端を解明するものであり、関節軟骨損傷に対する新規治療法の開発に貢献すると考える。

報告書

(4件)
  • 2021 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2022 2021 2020 2018

すべて 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 3件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 6件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 1件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Generation of Monkey Induced Pluripotent Stem Cell-Derived Cartilage Lacking Major Histocompatibility Complex Class I Molecules on the Cell Surface2022

    • 著者名/発表者名
      Okutani Yuki、Abe Kengo、Yamashita Akihiro、Morioka Miho、Matsuda Shuichi、Tsumaki Noriyuki
    • 雑誌名

      Tissue Engineering Part A

      巻: 28 号: 1-2 ページ: 94-106

    • DOI

      10.1089/ten.tea.2021.0053

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Recent progress of animal transplantation studies for treating articular cartilage damage using pluripotent stem cells2021

    • 著者名/発表者名
      Yamashita Akihiro、Tsumaki Noriyuki
    • 雑誌名

      Development, Growth & Differentiation

      巻: 63 号: 1 ページ: 72-81

    • DOI

      10.1111/dgd.12706

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Human pluripotent stem cell-derived cartilaginous organoids promote scaffold-free healing of critical size long bone defects2021

    • 著者名/発表者名
      Tam Wai Long、Freitas Mendes Luis、Chen Xike、Lesage Raphaelle、Van Hoven Inge、Leysen Elke、Kerckhofs Greet、Bosmans Kathleen、Chai Yoke Chin、Yamashita Akihiro、Tsumaki Noriyuki、Geris Liesbet、Roberts Scott J.、Luyten Frank P.
    • 雑誌名

      Stem Cell Research & Therapy

      巻: 12 号: 1 ページ: 513-528

    • DOI

      10.1186/s13287-021-02580-7

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Culture substrate‐associated YAP inactivation underlies chondrogenic differentiation of human induced pluripotent stem cells2020

    • 著者名/発表者名
      Yamashita Akihiro、Yoshitomi Hiroyuki、Kihara Shunsuke、Toguchida Junya、Tsumaki Noriyuki
    • 雑誌名

      STEM CELLS Translational Medicine

      巻: 10 号: 1 ページ: 115-127

    • DOI

      10.1002/sctm.20-0058

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Quality assessment tests for tumorigenicity of human iPS cell-derived cartilage2020

    • 著者名/発表者名
      Takei Yoshiaki、Morioka Miho、Yamashita Akihiro、Kobayashi Tomohito、Shima Nobuyuki、Tsumaki Noriyuki
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 10 号: 1 ページ: 12794-12805

    • DOI

      10.1038/s41598-020-69641-4

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Integration Capacity of Human Induced Pluripotent Stem Cell-Derived Cartilage.2018

    • 著者名/発表者名
      Chen X, Yamashita A, Morioka M, Senba T, Kamatani T, Watanabe A, Kosai A, Tsumaki N.
    • 雑誌名

      Tissue Eng Part A,

      巻: 25 号: 5-6 ページ: 437-445

    • DOI

      10.1089/ten.tea.2018.0133

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Considerations in hiPSC-derived cartilage for articular cartilage repair.2018

    • 著者名/発表者名
      Yamashita A, Tamamura Y, Morioka M, Karagiannis P, Shima N, Tsumaki N
    • 雑誌名

      Inflamm Regen.

      巻: 38 号: 1 ページ: 1-7

    • DOI

      10.1186/s41232-018-0075-8

    • NAID

      120006937645

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] ヒトiPS細胞由来軟骨を用いた限局した関節軟骨治療法の開発2020

    • 著者名/発表者名
      山下 晃弘, 妻木 範行
    • 学会等名
      第38回日本骨代謝学会学術集会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Application of iPS cell technologies to treat skeletal disease2020

    • 著者名/発表者名
      Yamashita A, Tsumaki N
    • 学会等名
      第68回国際歯科研究学会日本部会 (JADR) 総会・学術大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2023-01-30  

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