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多能性幹細胞を用いた骨オルガノイドによるヒト骨代謝のインビトロモデリング

研究課題

研究課題/領域番号 18K19635
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分57:口腔科学およびその関連分野
研究機関長崎大学 (2019-2020)
東京大学 (2018)

研究代表者

大庭 伸介  長崎大学, 医歯薬学総合研究科(歯学系), 教授 (20466733)

研究分担者 疋田 温彦  東京大学, 医学部附属病院, 特任研究員 (60443397)
北條 宏徳  東京大学, 大学院医学系研究科(医学部), 准教授 (80788422)
研究期間 (年度) 2018-06-29 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
2019年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2018年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
キーワード骨代謝
研究成果の概要

本研究は、多能性幹細胞(PSC)を用いて、骨微小環境を三次元的に再現する骨オルガノイドを作製するインビトロ培養系を確立し、ライブイメージングを用いて骨吸収と骨形成のカップリングにおける細胞動態の可視化・観察を可能にするシステムの開発を目指した。PSCからの骨芽細胞/骨細胞誘導法を確立し、それらを三次元培養することで骨様組織を作製する基盤技術を開発した。さらに、当該三次元培養における二光子励起顕微鏡を用いた細胞間相互作用の観察と定量化法の基盤を構築した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

生体骨組織の骨リモデリングにおける個々の細胞機能の改善や調節ではなく、複数の細胞種からなる骨微小環境そのものを標的とした骨代謝回転の改善は、骨粗鬆症治療に資するものと考えられる。そのためには特にヒトにおけるカップリング機構の正しい理解が必須であり、その解析を可能とする研究システムの開発が急務である。したがって、本研究で得られた成果は、ヒト多能性幹細胞を用いて、骨微小環境を三次元的に再現するヒト骨オルガノイドを作製し、ライブイメージング技術によって、カップリングにおける細胞動態の可視化・観察を可能にするシステムの開発につながることが期待される。

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

    (23件)

すべて 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 1件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 3件、 招待講演 8件) 備考 (1件) 産業財産権 (1件)

  • [国際共同研究] University of Connecticut Health Center/Stanford University(米国)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Connecticut Health Center/Stanford University(米国)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [国際共同研究] University of Connecticut Health Center(米国)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [雑誌論文] The Progress of Stem Cell Technology for Skeletal Regeneration2021

    • 著者名/発表者名
      Tani Shoichiro、Okada Hiroyuki、Chung Ung-il、Ohba Shinsuke、Hojo Hironori
    • 雑誌名

      International Journal of Molecular Sciences

      巻: 22 号: 3 ページ: 1404-1404

    • DOI

      10.3390/ijms22031404

    • 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] Ear Cartilage Reconstruction Combining Induced Pluripotent Stem Cell-Derived Cartilage and Three-Dimensional Shape-Memory Scaffold2020

    • 著者名/発表者名
      Uto Sakura、Hikita Atsuhiko、Sakamoto Tomoaki、Mori Daisuke、Yano Fumiko、Ohba Shinsuke、Saito Taku、Takato Tsuyoshi、Hoshi Kazuto
    • 雑誌名

      Tissue Engineering Part A

      巻: - 号: 9-10 ページ: 604-617

    • DOI

      10.1089/ten.tea.2020.0106

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Stepwise strategy for generating osteoblasts from human pluripotent stem cells under fully defined xeno-free conditions with small-molecule inducers2020

    • 著者名/発表者名
      Zujur Denise、Kanke Kosuke、Onodera Shoko、Tani Shoichiro、Lai Jenny、Azuma Toshifumi、Xin Xiaonan、Lichtler Alexander C.、Rowe David W.、Saito Taku、Tanaka Sakae、Masaki Hideki、Nakauchi Hiromitsu、Chung Ung-il、Hojo Hironori、Ohba Shinsuke
    • 雑誌名

      Regenerative Therapy

      巻: 14 ページ: 19-31

    • DOI

      10.1016/j.reth.2019.12.010

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] An osteogenic helioxanthin derivative suppresses the formation of bone-resorbing osteoclasts.2019

    • 著者名/発表者名
      Amano H, Iwaki F, Oki M, Aoki K, Ohba S
    • 雑誌名

      Regen Ther

      巻: 11 ページ: 290-296

    • DOI

      10.1016/j.reth.2019.08.007

    • 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] Switching of cell proliferation/differentiation in thiol-maleimide clickable microcapsules triggered by in situ conjugation of biomimetic peptides.2019

    • 著者名/発表者名
      Oki Y, Kirita K, Ohta S, Ohba S, Horiguchi I, Sakai Y, Ito T
    • 雑誌名

      Biomacromolecules

      巻: 20 号: 6 ページ: 2350-2359

    • DOI

      10.1021/acs.biomac.9b00333

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Runx1 contributes to articular cartilage maintenance by enhancement of cartilage matrix production and suppression of hypertrophic differentiation2019

    • 著者名/発表者名
      Yano Fumiko、Ohba Shinsuke、Murahashi Yasutaka、Tanaka Sakae、Saito Taku、Chung Ung-il
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 9 号: 1 ページ: 7666-7666

    • DOI

      10.1038/s41598-019-43948-3

    • 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] Treatment of Bone Defects by Transplantation of Genetically Modified Mesenchymal Stem Cell Spheroids2018

    • 著者名/発表者名
      Yanagihara K, Uchida S, Ohba S, Kataoka K, Itaka K
    • 雑誌名

      Molecular Therapy - Methods & Clinical Development

      巻: 9 ページ: 358-366

    • DOI

      10.1016/j.omtm.2018.04.006

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 骨軟骨形成機構の理解に向けて2020

    • 著者名/発表者名
      大庭伸介
    • 学会等名
      第62回日本顕微鏡学会九州支部集会・学術講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Generation of skeletal cells from pluripotent stem cells.2020

    • 著者名/発表者名
      Shinsuke Ohba
    • 学会等名
      The 68th Meeting of Japanese Association for Dental Research
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Runx2 defines the osteoblast chromatin landscape in skeletal development.2020

    • 著者名/発表者名
      Hojo H, Saito T, Onodera S, Azuma T, Chung UI, Seki M, Suzuki Y, McMahon AP, Ohba S
    • 学会等名
      42nd Annual Meeting of the American Society for Bone and Mineral Research
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 骨・軟骨の形成における遺伝子発現制御機構の探索.2020

    • 著者名/発表者名
      大庭伸介
    • 学会等名
      第125回日本解剖学会総会・全国学術集会(誌上開催)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 多能性幹細胞由来の骨形成性細胞の作製と応用.2019

    • 著者名/発表者名
      大庭伸介
    • 学会等名
      第42回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 骨・軟骨発生の理解と多能性幹細胞を用いた発生過程の再現.2019

    • 著者名/発表者名
      大庭伸介
    • 学会等名
      日本解剖学会第75回九州支部学術集会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Generation of functional salivary gland organoid from mouse embryonic stem cells by Sox9 and Foxc1 transduction.2019

    • 著者名/発表者名
      Tanaka J, Ogawa M, Hojo H, Mabuchi Y, Yasuhara R, Takamatsu K, Ohba S, Tsuji T, Mishima K
    • 学会等名
      International Society for Stem Cell Research
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Identification of bone marrow mesenchymal stromal cell population and stem cell niche signal.2019

    • 著者名/発表者名
      Kanazawa S, Hojo H, Ohba S, Hikita A, Hamada Y, Hoshi K
    • 学会等名
      International Society for Stem Cell Research
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 多能性幹細胞の分化システムとChIP-seqを駆使して骨芽細胞分化における転写制御を理解する2018

    • 著者名/発表者名
      大庭伸介
    • 学会等名
      第60回歯科基礎医学会学術大会・総会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 多能性幹細胞を用いた骨芽細胞分化のインビトロモデリングと分化機序解析への応用2018

    • 著者名/発表者名
      大庭伸介
    • 学会等名
      第4回日本筋学会学術集会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 骨再生療法・基礎的観点から2018

    • 著者名/発表者名
      大庭伸介
    • 学会等名
      第36回日本骨代謝学会学術集会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [備考] 長崎大学大学院医歯薬学総合研究科細胞生物学分野

    • URL

      http://www.de.nagasaki-u.ac.jp/dokuji/kaibou-2/

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書 2019 実施状況報告書
  • [産業財産権] 椎板細胞の製造方法および該椎板細胞の利用2021

    • 発明者名
      大庭伸介、谷彰一郎、北條宏徳、鄭雄一
    • 権利者名
      国立大学法人長崎大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2021-041384
    • 出願年月日
      2021
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書

URL: 

公開日: 2018-07-25   更新日: 2022-01-27  

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