| 研究課題/領域番号 |
20K20181
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分90110:生体医工学関連
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| 研究機関 | 名古屋大学 (2021-2022)
京都大学 (2020) |
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研究代表者 |
KIM JEONGHYUN 名古屋大学, 工学研究科, 助教 (20844591)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2022年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2021年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2020年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
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| キーワード | 軟骨 / 3次元培養 / スフェロイド / 肥大化 / 軟骨内骨化 / 多細胞 / 計測 / 細胞核 / 骨 / 骨細胞 / 肥大軟骨 / 分化 / ３次元培養 / 肥大化軟骨 / インターフェイス / 組織工学 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
骨・軟骨組織の再生に向けて、様々な人工物質を用いたBiphasic scaffoldが開発されてきたが、軟骨と骨の間にはbone-cartilage interfaceという無血管軟骨組織への毛細血管侵入を防ぐ役割を持つ重要な部位があるが、現在の組織工学的なアプローチでは再現できていない。 そこで本研究では、研究代表者がこれまでに開発した三次元細胞シート型の骨scaffold- free tissue(SFT)を軟骨SFTと積層化させる事で、bone-cartilage interfaceを再現できるin vitroモデル(Osteochondral SFT)の開発に挑む。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、マウス軟骨前駆細胞(ATDC5)由来スフェロイドを作製・評価した。分化誘導剤無添加の長期培養後、スフェロイド内の細胞の肥大化が確認されると共にスフェロイド中心部からアポトーシスが観察された。これは、軟骨内骨化の初期段階に見られる現象であり、３次元軟骨モデルの構造的効果を示す結果である。また、ヒト間葉系幹細胞由来スフェロイドを用い、分化誘導剤添加によりスフェロイド内の多細胞挙動が変化することが明らかになった。さらに、3次元スフェロイド内の細胞観察において必要な透明化技術を確立し、スフェロイド内の細胞核形状を定量評価するプログラムをPythonを用い開発した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
軟骨を対象としたマウス軟骨前駆細胞(ATDC5)由来３次元細胞組織体scaffold-free tissue(SFT)を作製・評価し、3次元培養法による構造的な効果を示すことができた。また、3次元培養モデルの多細胞挙動計測法や透明化技術を活用した細胞核形状定量計測法を開発し、3次元培養モデルを対象とする新たなin vitro計測技術発展のための学術的意義がある。さらに、これらの技術は移植後生体内におけるin vivoにおける多細胞挙動を予測できる。これらの計測法は、オルガノイドなどの様々な3次元モデルにおける基礎研究及び移植実験による組織工学・再生医療分野に貢献できる社会的意義がある。
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