鋳型周囲の未分化細胞と組織体による顎裂部の骨再生誘導技術開発

• 研究課題/領域番号: 21K09931
• 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57040:口腔再生医学および歯科医用工学関連
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 内田 洋子 (大山洋子) 東京大学, 医学部附属病院, 届出研究員 (40897857)
• 研究分担者: 古村 眞 東京大学, 医学部附属病院, 特任教授 (10422289)
• 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: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2023年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
• キーワード: 骨分化誘導 / 骨再生 / 鋳型周囲被包化組織 / 顎裂 / 鋳型 / 同所性 / biotube / 口唇口蓋裂

研究開始時の研究の概要

口唇口蓋裂の顎裂部は、自家腸骨海綿骨細片移植が行われるが、低侵襲で安全確実な技術が必要である。我々は、生体内の異物を被包化する線維性組織体を組織欠損部位に移植すると、気管軟骨や横隔膜筋肉の自己再生を確認している。この線維性組織体の構成細胞は、骨芽細胞・軟骨・脂肪細胞に分化可能で間葉系幹細胞の特徴を有している。本研究では、この鋳型を被包化する未分化細胞と線維性組織体による骨再生誘導法を開発する。まず、体内の鋳型移植部位による未分化細胞の骨芽細胞分化能の差を確認し、効率的な骨再生誘導が可能な鋳型移植部位を確定する。また、未分化細胞組織体を頭蓋骨欠損部に移植し骨再生誘導が可能か検討する。

研究成果の概要

口唇口蓋裂の顎裂部は、自家腸骨海綿骨細片移植による治療が行われるが侵襲的である。低侵襲治療方法を開発することを目的として、間葉系幹細胞を含有する鋳型周囲の被包化組織体を用いて骨再生の研究を実施した。マウス頭蓋骨に直径3.5㎜の欠損モデルを作成し、シリコン鋳型を能側に同所性に挿入した。その結果、鋳型周囲被包化組織体は、アルカリフォスファターゼ染色、アリザリンレッド染色で陽性の骨膜用の組織が形成されることを確認した。皮下、骨膜上に移植した鋳型では、そのような所見は認められなかった。また、脳損傷のマウスでは、鋳型周囲の骨再生が促進することを確認した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究の成果は、骨再生が自律的に促進されることを確認することができた。骨欠損部に鋳型を置くことでその周囲に総省治癒早期に線維性組織が被覆し、その組織が骨膜類似組織となることが示唆された。また、骨再生の再現性が低く、論文化、知財化まで3年間で到達できなかったが、さらなる因子を加えることで骨再生の促進が得られることが確認された。もう一つのファクターを見出すことで、より低侵襲で確実な骨欠損部への骨再生技術が開発されるものと考えられる。