ゼラチンハイドロゲルスポンジを用いた骨細胞誘導法の確立と関節リウマチ治療への応用

• 研究課題/領域番号: 18K16163
• 研究種目: 若手研究
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 小区分54020:膠原病およびアレルギー内科学関連
• 研究機関: 産業医科大学
• 研究代表者: 宮川 一平 産業医科大学, 大学病院, 助教 (10525463)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2020-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2019年度)
• 配分額: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2019年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円); 2018年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
• キーワード: ヒト骨細胞 / ヒト間葉系幹細胞 / 関節リウマチ / バイオマテリアル / 骨細胞

研究成果の概要

in vitroにおいてゼラチンハイドロゲルスポンジを足場とした三次元環境下でヒト間葉系幹細胞を28日間培養したところ、走査電子顕微鏡による形態学的な評価において、骨細胞に特徴的な突起の伸長を伴う細胞が分化誘導され、透過電子顕微鏡・質量分析において、リン酸カルシウムの沈着が確認された。さらにIL-1β刺激およびPPARγアンタゴニストの添加により骨細胞マーカーであるBSP、MEPE、SOST、PHEXの発現が亢進した。in vitroにおけるヒト間葉系幹細胞の三次元培養によりヒト骨細胞が分化誘導され、さらにIL-1β刺激とPPARγ阻害により効率化される可能性が示された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

近日、骨代謝における骨細胞の役割が注目されている。しかし、ヒト骨細胞は、生体内から単離することは困難で、さらに効率的な培養法が確立されていないため、骨細胞に関する研究はマウスを中心とした研究に留まり、ヒト骨細胞の役割に関して十分に検討されていない。本研究では、３次元環境下でヒト間葉系幹細胞を培養することでヒト骨細胞へ分化誘導されることを明らかにするとともにIL-1β刺激およびPPARγ阻害により効率化されることを明らかにした。本研究で確立された培養法を利用することで、骨粗鬆症や関節リウマチなど骨細胞が重要な役割を果たす多くの疾患の病態解明と新規治療法への展開を可能とする点で意義があると考える。