| 研究課題/領域番号 |
20K09988
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 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
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
高橋 哲 東北大学, 歯学研究科, 大学院非常勤講師 (60226850)
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| 研究分担者 |
岩間 亮介 東北大学, 大学病院, 助教 (20866628)
江草 宏 東北大学, 歯学研究科, 教授 (30379078)
鈴木 治 東北大学, 歯学研究科, 教授 (60374948)
鎌倉 慎治 東北大学, 医工学研究科, 教授 (80224640)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2022年度)
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| 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: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2021年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
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| キーワード | リン酸オクタカルシウム / iPS細胞 / 骨再生医療 / コラーゲン / 顎骨再建 / 人工骨 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
リン酸オクタカルシウム・コラーゲン複合体（OCP/Col)は本邦で2019年に認可された新規骨補填材料であり、骨再生能と生体内吸収性がこれまでの市販の骨補填材料を凌駕するものであるが、顎骨の大規模な骨の再建には限界がある。そこで、本研究の最大の特徴は再生医療で応用されているiPS細胞とOCP/Colを組み合わせることで、自家骨の採取や骨髄穿刺を行うことなく大規模な顎骨再建を可能にすることである。
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| 研究実績の概要 |
研究成果：
iPS細胞を培養するためSNLフィーダー細胞を培養し、細胞がコンフルエントになった段階で，DNA合成/細胞分裂を阻害するためマイトマイシンC処理し細胞を播種した．翌日iPS細胞を播種し，約１週間後にコロニーが大きく形成された段階で浮遊培養することで胚葉体を形成した．胚葉体が十分形成されたのを確認後播種したiPS細胞の胚葉体をαMEM培地からなる骨分化用培地を作成し，骨芽細胞様細胞に分化させた。①OCP存在下、②コントロール (人工骨材料無し)で7, 14日間培養しアリザリンレッド染色，コンフォッサ染色を行い，骨芽細胞の分化、石灰化能を確認した．①, ②いずれにおいても骨芽細胞様細胞の分化を認め、OCP存在下での培養条件でより多くの分化による石灰化を認めた。より生体に近い環境での分化を再現するためiPS細胞を骨芽細胞様細胞に分化させた後、酸素透過性有機材料を用いた三次元スフェロイド培養を行った。培養条件は①OCP 存在下、②β-TCP存在下、③ハイドロキシアパタイト存在下、④コントロール(人工骨材料無し)とした。また，酸素透過性の有無による違いを確認するために，酸素不透過型の３次元スフェロイド培養器を作成し，iPS細胞単体での培養を行った．培養7日目の時点でOCP存在下での培養条件で最も大きいサイズのスフェロイドが形成された。酸素不透過型ではかなり小さいサイズのスフェロイドが形成されたがDNA量、ALP量を計測たが有意差は認められなかった。
進捗状況
OCP存在下にiPS細胞に由来する骨芽細胞様細胞の培養条件で細胞スフェロイドを形成することができ、より多くの細胞形成が確認できた。今後は上述の条件でReal-Time PCRを行いRunx2, Osterix, Osteocalcin, Osteopontinなどの骨芽細胞分化に寄与するタンパクの解析を行う予定である。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
上述の通り、OCP存在下にiPS細胞に由来する骨芽細胞様細胞の培養条件で細胞スフェロイドを形成することができ、より多くの細胞形成が確認できた。
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| 今後の研究の推進方策 |
・三次元培養を14日間行い、比較する。
・培養したiPS細胞を組織染色し骨分化の程度を調べる。
・酸素不透過型の材料でスフェロイド培養を行い、酸素透過型との比較を行う。
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