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軟骨細胞シートの軟骨再生機序を基盤とする軟骨損傷治療法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 20K07297
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48030:薬理学関連
研究機関東海大学

研究代表者

豊田 恵利子  東海大学, 医学部, 特任准教授 (90749269)

研究分担者 佐藤 正人  東海大学, 医学部, 教授 (10056335)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2021年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2020年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
キーワード再生医療 / 細胞シート工学 / 硝子軟骨 / 軟骨分化 / 細胞シート / 軟骨再生
研究開始時の研究の概要

軟骨損傷は通常では自然修復しないが、軟骨細胞シートを軟骨損傷部へ移植することにより、硝子軟骨の再生が促進される。細胞シートの軟骨再生促進機序の解明は軟骨損傷の根本的な治療法の開発につながる可能性がある。
これまでに軟骨細胞シートの有効性と相関を示す複数の分泌因子を同定しているが、これら因子の軟骨再生促進作用における機能は明らかでない。本研究では、これらの因子の過剰発現による細胞シート機能の変化やノックアウトマウスの解析、関節内投与による軟骨損傷モデルに対する作用の検討を行うことにより、細胞シートの硝子軟骨再生促進メカニズムにおける寄与を明らかにする。

研究成果の概要

軟骨細胞シート移植による関節治療は、通常自然修復しない硝子軟骨の再生が確認された画期的な治療法である。硝子軟骨の修復・再生には軟骨細胞シートから分泌される因子が寄与していると考えられており、軟骨細胞シートが産生する因子の網羅的な解析から、軟骨再生効果と産生量が相関する4つの因子を同定した。これらの因子には軟骨損傷治療薬としての可能性があることから、本研究では、各因子の硝子軟骨再生効果における機能を明らかにするため、軟骨分化に対する作用および平面培養時の細胞機能に対する作用を解析し、これらの因子がそれぞれ異なる方向に軟骨細胞分化を修飾することを明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

軟骨が損傷し痛みを生じる変形性膝関節症の罹患率は高く、高齢者の健康寿命を縮める要因となっており、低侵襲の治療法開発が喫緊の課題である。しかし、変形性膝関節症をはじめとする軟骨損傷に対する修復効果が実証され、臨床応用された薬剤はない。
細胞シートによる関節軟骨再生では、硝子軟骨による再生が得られており、この作用機序を模倣し硝子軟骨再生に関わる因子を薬剤として応用することで変形性膝関節症の軟骨欠損に対しても有効な新規治療法につながる可能性がある。本研究は、同定された硝子軟骨再生にかかわる因子の作用機序を応用した軟骨再生促進薬の開発に寄与するものである。

報告書

(4件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2023 2022 2021 2020 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (8件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] A novel chondrocyte sheet fabrication using human-induced pluripotent stem cell-derived expandable limb-bud mesenchymal cells2023

    • 著者名/発表者名
      Takao Tomoka、Sato Masato、Fujisawa Yuki、Toyoda Eriko、Yamada Daisuke、Hitsumoto Yukio、Nakata Eiji、Ozaki Toshifumi、Takarada Takeshi
    • 雑誌名

      Stem Cell Research & Therapy

      巻: 14 号: 1 ページ: 34-34

    • DOI

      10.1186/s13287-023-03252-4

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Polydactyly-derived allogeneic chondrocyte cell-sheet transplantation with high tibial osteotomy as regenerative therapy for knee osteoarthritis2022

    • 著者名/発表者名
      Hamahashi K, Toyoda E, Ishihara M, Mitani G, Takagaki T, Kaneshiro N, Maehara M, Takahashi T, Okada E, Watanabe A, Nakamura Y, Kato R, Matoba R, Takagi T, Akutsu H, Umezawa A, Kobayashi H, Akamatsu T, Yamato M, Okano T, Watanabe M, Sato M
    • 雑誌名

      npj Regenerative Medicine

      巻: 7 号: 1

    • DOI

      10.1038/s41536-022-00272-1

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Candidates for Intra-Articular Administration Therapeutics and Therapies of Osteoarthritis2021

    • 著者名/発表者名
      Toyoda Eriko、Maehara Miki、Watanabe Masahiko、Sato Masato
    • 雑誌名

      International Journal of Molecular Sciences

      巻: 22 号: 7 ページ: 3594-3594

    • DOI

      10.3390/ijms22073594

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] iPS細胞由来軟骨様組織と生体由来軟骨細胞から作製した硝子軟骨再生採用を示す細胞シートの共通発現タンパク室の同定2023

    • 著者名/発表者名
      豊田恵利子, 佐藤正人, 内山綾香, 前原美樹, 小川真梨奈, 田中竜実, 渡辺雅彦
    • 学会等名
      第35回日本軟骨代謝学会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 同種細胞シートの有効性関連因子の軟骨分化における機能解析2023

    • 著者名/発表者名
      豊田恵利子, 佐藤正人, 内山綾香, 前原美樹, 小川真梨奈, 田中竜実, 渡辺雅彦
    • 学会等名
      第22回日本再生医療学会総会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 同種細胞シート有効性関連因子のオートクライン作用の検討2022

    • 著者名/発表者名
      豊田恵利子,佐藤正人,内山綾香,前原美樹,渡部綾子,大村はるか,高木岳彦,阿久津英憲,梅澤明弘,赤松正, 渡辺雅彦
    • 学会等名
      第37回日本整形外科学会基礎学術集会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 細胞シートの硝子軟骨再生能と発現量が相関を示す遺伝子の機能解析2022

    • 著者名/発表者名
      豊田恵利子、佐藤正人、内山綾香、大村はるか、前原美樹、小川真梨奈、渡部綾子、岡田恵里、赤松正、渡辺雅彦
    • 学会等名
      第54回日本結合組織学会学術大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 多指症由来軟骨細胞シートが産生する有効性関連因子の軟骨分化誘導における発現調節2022

    • 著者名/発表者名
      豊田恵利子
    • 学会等名
      第34回日本軟骨代謝学会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 同種細胞シートの原料細胞評価指標としての遺伝子発現解析2022

    • 著者名/発表者名
      豊田恵利子
    • 学会等名
      第21回日本再生医療学会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 同種細胞シートの有効性予測指標の探索2021

    • 著者名/発表者名
      豊田恵利子
    • 学会等名
      第20回日本再生医療学会総会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 同種細胞シート移植による硝子軟骨組織再生に寄与する分子機序の解明2020

    • 著者名/発表者名
      豊田恵利子
    • 学会等名
      第52回日本結合組織学会学術大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [備考] 東海大学における軟骨再生医療

    • URL

      http://cellsheet.med.u-tokai.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [備考] 関節治療を加速する細胞シートによる再生医療の実現

    • URL

      http://cellsheet.med.u-tokai.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書 2020 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-12-25  

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