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動的ゴーストイメージング技術を用いた高骨形成細胞集団の分取と機能的再生骨の実現

研究課題

研究課題/領域番号 21H03136
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分57060:外科系歯学関連
研究機関東京大学

研究代表者

星 和人  東京大学, 医学部附属病院, 教授 (30344451)

研究分担者 浅輪 幸世  東京大学, 医学部附属病院, 特任講師 (10769912)
疋田 温彦  東京大学, 医学部附属病院, 特任教授 (60443397)
西條 英人  東京大学, 医学部附属病院, 准教授 (80372390)
研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円)
2023年度: 6,110千円 (直接経費: 4,700千円、間接経費: 1,410千円)
2022年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2021年度: 6,630千円 (直接経費: 5,100千円、間接経費: 1,530千円)
キーワード再生医療 / 骨再生 / 細胞分取 / 細胞選択 / 動的ゴーストイメージング / 細胞分離
研究開始時の研究の概要

骨形成能の高い骨髄細胞中の細胞集団をsingle cell RNA sequenceあるいは細胞分裂速度の違いを利用して同定する。Ghost Cytometryを用いて、同定した細胞集団を豊富に含む細胞群を分取する方法を確立する。細胞とともに移植する足場として自己組織化ペプチドハイドロゲルを選択し、その濃度や修飾などの仕様を決定する。仕様決定した細胞とペプチドハイドロゲルを組み合わせ、マウス頭蓋骨上皮下に移植し、周囲組織からの圧がかかった状態での骨再生能を評価する。さらにはヒト細胞での細胞分取、さらには大動物での効果検討を行う。

研究成果の概要

骨再生能の高い細胞群の選択的採取法の確立を試みた。骨髄細胞に対しFicoll濃度勾配遠心法による単核球濃縮を行ったが、赤血球破砕群に比べ骨形成能が低下した。Flow cytometryではCD34-CD73+CD51+細胞群の割合が減少しており、これを防ぐ方策が重要と考えられた。また、蛍光標識の細胞分裂による希釈を利用して、細胞分裂が速い群と遅い群を分取し、骨形成能を比較した。骨髄細胞に先立ち、軟骨細胞をGhost cytometerにより分取し、細胞分裂の速い、高い再生能を持つ群を濃縮できた。さらに、骨形成足場材として各種ゲルの比較検討を行い、細胞増殖能などについて解析を行った。

研究成果の学術的意義や社会的意義

骨再生療法の臨床応用が期待されているが、コストの大きさが実用化の障害となっている。本研究では、低コストで優れた骨形成が可能な骨再生法の実現のため、採取した骨髄細胞から骨形成能が高い細胞を選択的に取り出す方法の確立を試みた。また、Ghost cytometryにより再生能の高い軟骨細胞の濃縮が可能であった。この研究の結果は、低コストで質の高い骨再生法の確立に向けて重要な知見を与えるものと考えられる。

報告書

(4件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2024 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 2件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Involvement of Impaired Angiogenesis and Myelosuppression in Antiresorptive-agent Related Osteonecrosis of the Jaw Mouse Model.2023

    • 著者名/発表者名
      Igarashi H, Nishizawa S, Miyamoto T, Hikita A, Hoshi K.
    • 雑誌名

      Tokai J Exp Clin Med.

      巻: 48(1) ページ: 22-31

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Subcutaneously Transplanted Fresh Cartilage in Allogeneic and Xenogeneic Immunocompetent Mouse2023

    • 著者名/発表者名
      Uto Sakura、Hikita Atsuhiko、Mori Daisuke、Sakamoto Tomoaki、Yano Fumiko、Ohba Shinsuke、Saito Taku、Takato Tsuyoshi、Hoshi Kazuto
    • 雑誌名

      Tissue Engineering Part A

      巻: 29 号: 19-20 ページ: 541-556

    • DOI

      10.1089/ten.tea.2023.0052

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Lipoaspirate stored at a constant low temperature by electric control suppresses intracellular metabolism and maintains high cell viability2023

    • 著者名/発表者名
      Inaki Ryoko、Sato Yoshihiko、Nakamura Daisuke、Aikawa Yoshiyuki、Takato Tsuyoshi、Hoshi Kazuto、Hikita Atsuhiko
    • 雑誌名

      Regenerative Therapy

      巻: 24 ページ: 662-669

    • DOI

      10.1016/j.reth.2023.11.005

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] miR-92a-3p-inspired shRNA exhibits pro-chondrogenic and chondrocyte protective effects in osteoarthritis treatment through targeting SMAD6/72023

    • 著者名/発表者名
      Zheng Chenhuang、Hoshi Kazuto、Hikita Atsuhiko
    • 雑誌名

      Journal of Bone and Mineral Metabolism

      巻: 42 号: 1 ページ: 1-16

    • DOI

      10.1007/s00774-023-01474-3

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Involvement of impaired angiogenesis and myelosuppression in antiresorptive-agent related osteonecrosis of the jaw mouse model2023

    • 著者名/発表者名
      Hisao Igarashi, Satoru Nishizawa, Takeshi Miyamoto, Atsuhiko Hikita, Kazuto Hoshi
    • 雑誌名

      Tokai J Exp Clin Med.

      巻: 48 ページ: 22-31

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Superior stemness of a rapidly growing subgroup of isolated human auricular chondrocytes and the potential for use in cartilage regenerative therapy2022

    • 著者名/発表者名
      Reina Shimizu, Yukiyo Asawa, Makoto Komura, Kazuto Hoshi, Atsuhiko Hikita
    • 雑誌名

      Regenerative Therapy

      巻: 19 ページ: 47-57

    • DOI

      10.1016/j.reth.2021.12.005

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Requirement of direct contact between chondrocytes and macrophages for the maturation of regenerative cartilage.2021

    • 著者名/発表者名
      Kengo Kanda, Yukiyo Asawa, Ryoko Inaki, Yuko Fujihara, Kazuto Hoshi, Atsuhiko Hikita
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 11 号: 1 ページ: 22476-22476

    • DOI

      10.1038/s41598-021-01437-6

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] ティッシュエンジニアリング技術を利活用した硬組織再生医療2024

    • 著者名/発表者名
      星和人
    • 学会等名
      第23回日本再生医療学会総会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 口腔科学が牽引する21世紀の医療2023

    • 著者名/発表者名
      星和人
    • 学会等名
      第77回NPO法人日本口腔科学会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 細胞分裂速度の異なる軟骨細胞の特性評価および純化分離方法の検討2022

    • 著者名/発表者名
      清水 玲那, 浅輪 幸世, 能丸 寛子, 古村 眞, 星 和人, 疋田 温彦
    • 学会等名
      第76回NPO法人日本口腔科学会学術集会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Label-free machine vision-based cell sorting for tissue engineering2022

    • 著者名/発表者名
      H. Nomaru, R. Shimizu, K. Teranishi, Y. Asawa, Y. Kawamura, A. Hikita, K. Hoshi
    • 学会等名
      The 28th Annual ISCT Meeting
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Applications of machine vision-based cell sorting for clinical diagnosis and cell therapy2022

    • 著者名/発表者名
      Kazuki Teranishi, Hiroko Nomaru, Reina Shimizu, Satoru Akai, Yuri An, Kaoru Komoriya,Yoko Kawamura, Asako Tsubouchi, Yukiyo Asawa, Atsuhiko Hikita, Yusuke Konishi, Kazuto Hoshi, Seiichiro Tabata, Sadao Ota
    • 学会等名
      Cyto2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 細胞分裂速度の異なる軟骨細胞の特性評価2021

    • 著者名/発表者名
      清水 玲那、浅輪 幸世、古村 眞、星 和人、疋田 温彦
    • 学会等名
      第21回日本再生医療学会総会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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