| 研究課題/領域番号 |
21H03830
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分90120:生体材料学関連
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| 研究機関 | 国立研究開発法人物質・材料研究機構 |
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研究代表者 |
川添 直輝 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 高分子・バイオ材料研究センター, 主席研究員 (90314848)
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| 研究分担者 |
陳 国平 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 高分子・バイオ材料研究センター, グループリーダー (50357505)
吉冨 徹 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 高分子・バイオ材料研究センター, 主幹研究員 (20585799)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2023年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2022年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
2021年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
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| キーワード | 足場材料 / 幹細胞 / 細胞増殖 / 分化 / プログラム制御 / 細胞増殖因子 / 分化誘導因子 / 分化誘導 因子 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では「わずかな数の幹細胞から移植可能な大きな軟骨組織を再生するには、いかに足場材料を設計するか」を問いとし、それに答えるため、複合足場材料を用いて幹細胞の増殖・分化をプログラム制御することを考えた。具体的には、初期には細胞増殖因子、後期には軟骨分化誘導因子を徐放することによって、幹細胞の増殖と軟骨分化を同一の足場材料でプログラム制御できる多孔質足場材料を開発する。本足場材料を用いることで、大きな軟骨組織を再生できるようになると考えられる。
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| 研究成果の概要 |
高い空孔連通性をもつコラーゲン足場材料を乳酸/グリコール酸共重合体（PLGA）多孔質体を犠牲鋳型として作製した。本足場材料を用いて、ヒト骨髄由来間葉系幹細胞（hMSC）を培養し、hMSCの増殖と軟骨分化に対する促進効果を調べた。細胞は足場材料によく接着し、培養時間とともに増殖した。軟骨分化誘導の結果、軟骨分化マーカー遺伝子の発現が亢進し、軟骨マトリックスが豊富に検出された。マウスへの皮下移植後、高連通性コラーゲン足場材料は軟骨マトリックスの産生をさらに促進した。結論として、我々は、高い連通性を付与したコラーゲン多孔質足場材料が間葉系幹細胞の増殖と軟骨分化を促進することを実証した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
変形性関節症などの疾患を治療するために、間葉系幹細胞とコラーゲンハイドロゲルを利用した軟骨組織の再生に関する研究が近年盛んに行われている。しかし、大きな軟骨組織を再生する上で、間葉系幹細胞から軟骨細胞への分化効率は十分ではない。そこで本研究では、わずかな数の幹細胞から大きな軟骨組織を効率よく再生できる多孔質足場材料を開発した。間葉系幹細胞の増殖と軟骨分化を促進する多孔質足場材料に求められる空孔連通性や気孔率などを明らかにした点で本研究成果の学術的意義がある。また、高齢化社会において変形性関節症の罹患者は増加することが予想され、大きな関節軟骨組織を再生できる多孔質足場材料の社会的意義は大きい。
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