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幹細胞・マクロファージ動態制御を行う幹細胞培養上清由来液性因子による骨質改善法

研究課題

研究課題/領域番号 20K10113
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57060:外科系歯学関連
研究機関岐阜大学 (2022)
新潟大学 (2020-2021)

研究代表者

片桐 渉  岐阜大学, 大学院医学系研究科, 准教授 (10437030)

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: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2020年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワードマクロファージ / 骨再生 / 培養液 / 幹細胞 / 培養上清 / サイトカイン / 液性因子 / 抗炎症 / 骨質 / 間葉系幹細胞
研究開始時の研究の概要

超高齢化社会において、歯槽骨の骨質低下は歯の喪失リスクを高めフレイルの起点となり健康寿命短縮に直結する問題である。したがって長期にわたり安定する歯槽骨の存在が不可欠であるが、加齢等に伴う骨質低下はその障壁となる。従って骨質改善・維持に主眼を置いた治療法の確立が急務である。これまで応募者らはが間葉系幹細胞培養上清由来液性因子群が内在する幹細胞や血管内皮細胞を局所に遊走させ質の高い骨再生を促進することを明らかにしてきた。本研究ではさらに近年の幹細胞ステムネス性維持やマクロファージによる再生環境構築などの知見を踏まえ、骨量を増加させるだけではない、骨質改善・維持を目的とした骨再生法の開発を行う。

研究成果の概要

MSC-CMからMCP-1を除去したdepMSC-CMを作成した。マクロファージ(BMM)はラット大腿骨より採取培養した。BMMをMSC-CM、depMSC-CM存在下で培養し極性を確認した。ヒトMSCを各CM存在下で培養、骨形成関連遺伝子発現を検討した。ラット頭蓋骨欠損モデルでは各CMを移植し骨形成を検討した。
MSC-CMにはMCP-1が含有され、MSC-CM存在下で培養したBMMにおける抗炎症性マクロファージマーカーの発現、ヒトMSCにおける骨形成関連遺伝子の発現の亢進を認めた。移植実験ではMSC-CM群で骨形成が促進、免疫組織化学的評価で抗炎症性マクロファージ数が上昇した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

MSC-CMに含有されるMCP-1がマクロファージ極性転換およびそれに続く骨形成に重要な役割を担っていることが示唆された。
MSC-CMによる骨形成に関わる因子の同定は組織再生のメカニズムを明らかにするばかりでなく、創薬の基盤研究ともなり得る。幹細胞ニッチにおける造血幹細胞-間葉系幹細胞間の相互作用などを含め新たな骨再生の戦略として今後も研究を継続する予定である。

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

    (10件)

すべて 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Migration and phenotype switching of macrophages at early-phase of bone-fomation by secretomes from bone marrow derived mesenchymal stem cells using rat calvarial bone defect model2022

    • 著者名/発表者名
      Katagiri W, Takeuchi R, Saito N, Suda D, Kobayashi T
    • 雑誌名

      Journal of Dental Sciences

      巻: 17 号: 1 ページ: 421-429

    • DOI

      10.1016/j.jds.2021.08.012

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 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] Conditioned medium from mesenchymal stem cells improves condylar resorption induced by mandibular distraction osteogenesis in a rat model2021

    • 著者名/発表者名
      Katagiri Wataru、Endo Satoshi、Takeuchi Ryoko、Suda Daisuke、Saito Naoaki、Kobayashi Tadaharu
    • 雑誌名

      Heliyon

      巻: 7 号: 3 ページ: 1-8

    • DOI

      10.1016/j.heliyon.2021.e06530

    • 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
  • [雑誌論文] Peripheral Nerve in a Novel Rat Model of2020

    • 著者名/発表者名
      Sakai Kiyoshi、Tsuruta Takeshi、Watanabe Junna、Sugimura Yukiko、Sakaguchi Kohei、Katagiri Wataru、Hibi Hideharu
    • 雑誌名

      Methods Mol Biol

      巻: 2155 ページ: 107-113

    • DOI

      10.1007/978-1-0716-0655-1_9

    • ISBN
      9781071606544, 9781071606551
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 骨髄由来間葉系幹細胞培養上清はマクロファージ極性転換により骨形成を促進する2022

    • 著者名/発表者名
      橋爪 孝介, 片桐 渉, 竹内 涼子, 須田 大亮, 小林 正治
    • 学会等名
      日本顎顔面インプラント学会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 間葉系幹細胞培養上清による早期骨形成における単球遊走因子およびマクロファージ極性転換関連因子の影響に関する検討2022

    • 著者名/発表者名
      橋爪 孝介, 片桐 渉, 竹内 涼子, 須田 大亮, 小林 正治
    • 学会等名
      日本口腔科学会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Conditioned media of bone marrow derived mseenchymal stem cell promotes bone regeneration by enhancing macrophage phenotype switching2022

    • 著者名/発表者名
      Kosuke Hashizume Wataru Katagiri, Ryoko Takeuchi, Daisuke Suda, Tadaharu Kobayashi
    • 学会等名
      Congress of the Korean Association of Maxillofacial Plastic and Reconstructive surgery
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 間葉系幹細胞培養上清による早期骨形成における単球遊走因子およびマクロファージ極性転換関連因子の影響に関する検討2022

    • 著者名/発表者名
      橋爪孝介, 片桐渉, 竹内涼子, 須田大亮, 小林正治
    • 学会等名
      日本口腔科学会総会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 骨髄間葉系幹細胞由来エクソソームは骨再生を促進する2020

    • 著者名/発表者名
      竹内涼子、片桐 渉、遠藤 諭、小林正治
    • 学会等名
      日本口腔科学会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 幹細胞培養上清の保有するマクロファージスィッチング作用は早期骨形成の起点となる2020

    • 著者名/発表者名
      片桐 渉、竹内涼子、遠藤 諭、小林正治
    • 学会等名
      日本口腔科学会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 進行性下顎頭吸収に対する骨髄由来間葉系幹細胞培養上清を用いた再生医学的予防・治療法の開発2020

    • 著者名/発表者名
      片桐 渉、遠藤 諭、竹内涼子、須田大亮、齋藤直朗、小林正治
    • 学会等名
      日本顎変形症学会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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