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間葉系幹細胞の酸素濃度変化に着目した変形性膝関節症の病態解明

研究課題

研究課題/領域番号 18K16631
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分56020:整形外科学関連
研究機関奈良県立医科大学

研究代表者

稲垣 有佐  奈良県立医科大学, 医学部, 助教 (60707529)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2019年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2018年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
キーワードiPS細胞 / 骨分化 / 酸素濃度 / 変形性関節症 / 変形性膝関節症 / 間葉系幹細胞
研究成果の概要

本研究の目的は、幹細胞を用いて、低酸素環境から通常酸素環境への変化時の分子レベルの機序を通して変形性膝関節症の病態解明をおこなうことである。昨今の急速なiPS細胞研究の基盤整備を鑑み、実験対象細胞をヒトiPS細胞に変更した。
まず通常酸素下で骨分化誘導実験を行い、各評価で骨分化を確認した。遺伝子発現評価ではインターナルコントロール遺伝子として設定が重要であり、各候補遺伝子から解析ソフトにて、TATA box binding proteinが本実験系における最適な遺伝子と決定した。今後は酸素環境を調節し、ヒトiPS細胞骨分化能に対する酸素濃度の検証を継続していく予定である。

研究成果の学術的意義や社会的意義

変形性膝関節症の組織学的特徴として、骨代謝亢進の結果、骨硬化・骨棘といった過剰な骨形成があげられ、多くの報告がされてきたが、その詳細な機序はまだまだ不明な点がある。研究代表者らは低酸素環境にて培養されたのラット骨髄間葉系幹細胞が通常酸素環境に暴露されるとその骨形成能が大きく促進されることを報告した。本研究にて、ヒトiPS細胞の骨分化法を確立し、その遺伝子発現評価において、TATA box binding proteinを最適なインターナルコントロール遺伝子として決定したことは、今後酸素濃度を変化させヒトiPS細胞骨分化実験を継続していくうえで、学術的・社会的意義がある。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (8件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] RT-qPCR analyses on the osteogenic differentiation from human iPS cells: an investigation of reference genes2020

    • 著者名/発表者名
      Okamura Kensuke、Inagaki Yusuke、Matsui Takeshi K.、Matsubayashi Masaya、Komeda Tomoya、Ogawa Munehiro、Mori Eiichiro、Tanaka Yasuhito
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 10 号: 1 ページ: 11748-11748

    • DOI

      10.1038/s41598-020-68752-2

    • 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] In vitro osteogenesis of rat bone marrow mesenchymal cells on PEEK disks with heat-fixed apatite by CO2 laser bonding2020

    • 著者名/発表者名
      Kawasaki Sachiko、Inagaki Yusuke、Akahane Manabu、Furukawa Akira、Shigematsu Hideki、Tanaka Yasuhito
    • 雑誌名

      BMC Musculoskeletal Disorders

      巻: 21 号: 1 ページ: 692-692

    • DOI

      10.1186/s12891-020-03716-1

    • 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] 整形トピックス 骨形成細胞シートによる移植腱骨孔間治癒の促進(解説)2020

    • 著者名/発表者名
      稲垣 有佐
    • 雑誌名

      整形外科

      巻: 71 ページ: 138-138

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Silicate-substituted strontium apatite nano coating improves osteogenesis around artificial ligament2019

    • 著者名/発表者名
      Egawa Takuya
    • 雑誌名

      BMC Musculoskelet Disord

      巻: 20 号: 1 ページ: 396-396

    • DOI

      10.1186/s12891-019-2777-8

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 骨形成細胞シートを用いた移植腱骨孔間治癒の促進(解説)2019

    • 著者名/発表者名
      稲垣 有佐
    • 雑誌名

      日本整形外科学会雑誌

      巻: 93 ページ: 1091-1097

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] ストロンチウムアパタイトコーティングによるβリン酸三カルシウム骨誘導能付与2020

    • 著者名/発表者名
      杉本 啓紀、稲垣 有佐、赤羽 学、吉良 務、川崎 佐智子、田中 康仁
    • 学会等名
      第135回中部日本整形外科災害外科学会・学術集会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 革新的医療機材開発 ストロンチウムアパタイトコーティングによる生体材料骨形成能促進2020

    • 著者名/発表者名
      稲垣 有佐、川崎 佐智子、杉本 啓紀、吉良 務、赤羽 学、田中 康仁
    • 学会等名
      第135回中部日本整形外科災害外科学会・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] ヒトiPS細胞の骨分化誘導実験において逆転写-定量的リアルタイムPCR(RT-qPCR)に使用する参照遺伝子の比較検討2020

    • 著者名/発表者名
      岡村 建祐、稲垣 有佐、森 英一朗、岡本 公一、内原 好信、小川 宗宏、田中 康仁
    • 学会等名
      第35回日本整形外科学会基礎学術集会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] ストロンチウムアパタイトコーティングによる人工骨の骨新生促進効果2020

    • 著者名/発表者名
      杉本 啓紀、稲垣 有佐、赤羽 学、古川 彰、吉良 務、川崎 佐智子、内原 好信、斎藤 謙一郎、岡本 公一、西村 優輝、田中 康仁
    • 学会等名
      第35回日本整形外科学会基礎学術集会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 骨形成促進作用を持つ人工骨の開発に向けた新規アパタイトの効果2019

    • 著者名/発表者名
      赤羽 学
    • 学会等名
      第34回日本整形外科学会基礎学術集会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] ケイ酸ストロンチウムアパタイトコーティングによる人工骨への骨新生能付与の試み2019

    • 著者名/発表者名
      吉良 務
    • 学会等名
      第34回日本整形外科学会基礎学術集会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 変形性関節症病態解明にむけた酸素濃度変化に着目したヒトiPS細胞骨分化の試み2019

    • 著者名/発表者名
      稲垣有佐
    • 学会等名
      第32回日本軟骨代謝学会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 酸素濃度変化に着目したヒトiPS細胞による骨再生の試み2018

    • 著者名/発表者名
      稲垣有佐
    • 学会等名
      第38回整形外科バイオマテリアル研究会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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