量子ビーム架橋技術を用いたコラーゲンゲルにおけるヒト歯髄幹細胞の幹細胞特性の解明

• 研究課題/領域番号: 19K10191
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分57040:口腔再生医学および歯科医用工学関連
• 研究機関: 日本歯科大学
• 研究代表者: 筒井 健夫 日本歯科大学, 生命歯学部, 教授 (70366764)
• 研究分担者: 小林 朋子 日本歯科大学, 生命歯学部, 講師 (10548283) ; 田口 光正 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 高崎量子応用研究所 先端機能材料研究部, 次長 (60343943) ; 大山 智子 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 高崎量子応用研究所 先端機能材料研究部, 主幹研究員 (90717646)
• 研究期間 (年度): 2019-04-01 – 2023-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2022年度)
• 配分額: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円); 2022年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円); 2021年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2020年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2019年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
• キーワード: 機能性コラーゲン / 歯髄幹細胞 / 分化誘導 / 機能性コラーゲンゲル / 量子ビーム / コラーゲンゲル / 再生医療 / 幹細胞

研究開始時の研究の概要

本研究で使用する、電子線やγ線、イオンビームなどの量子ビームを応用した架橋技術によるコラーゲンゲルは、コラーゲンの硬さ（強度）を2次元あるいは3次元的に制御したハイドロゲル化により、歯髄幹細胞の機能性足場となる。本技術は、薬剤を用いず生体適合性を保った状態でコラーゲンをハイドロゲル化することにより、その硬さを神経や血管組織、硬組織に適合した強度にコントロールすることを可能とする。本研究を基盤とし、歯髄幹細胞を用いた量子ビーム架橋コラーゲンハイドロゲル材料の先端バイオデバイス応用による高度な物性制御技術を駆使して、新規再生治療法に向けた研究開発を進める。

研究成果の概要

当該研究は、強度（硬さ）を制御したコラーゲンゲル上でのヒト歯髄幹細胞の幹細胞特性の解明を目的として研究が進められた。コラーゲンゲルの強度を、量子ビームを応用した架橋技術から機能性コラーゲンゲルとして作製し、ヒト歯髄幹細胞を分化させる神経や血管組織、および硬組織などの生体適合性を有した培養用足場として使用する。本研究では、ヒト歯髄幹細胞を強度の異なるコラーゲンゲルを用いて分化誘導し、それぞれの硬さにおける細胞特性について解析した。
特許出願を予定しているため公表内容を差し控えている。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では、コラーゲンハイドロゲル材料の先端医療デバイス応用に向け、ヒト歯髄幹細胞を用いた新規再生医療技術に関する研究開発を進めている。そのためには、機能性コラーゲンゲルによるヒト歯髄幹細胞の幹細胞特性を解析する必要がある。これらから細胞治療に必須とされる機能性足場であるコラーゲンゲルをより的確に使用するための細胞の性質、およびコラーゲンの適正条件を再生医療応用の現場へ提供し、さらに医療の進展と普及を加速させ、国民へ安全かつ適正な再生医療を実現させる。