高純度ヒト口腔間葉系幹細胞・造血系幹細胞のシンプルな分離法と均一細胞治療法の開発

研究課題

研究課題/領域番号	21K09959
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	慶應義塾大学
研究代表者	中川種昭慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 教授 (00227745)
研究分担者	森川暁慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 講師 (00424169)
研究期間 (年度)	2021-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス	交付 (2023年度)
配分額 *注記	4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円) 2023年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円) 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: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
キーワード	間葉系幹細胞 / 間葉系間質細胞 / 造血幹細胞 / ヒト間葉系幹細胞 / ヒト造血系幹細胞 / 抜去歯 / 口腔組織幹細胞 / 造血系幹細胞 / 歯髄幹細胞
研究開始時の研究の概要	本研究は、医療廃棄物であり、毎日歯科医療機関で破棄されている抜去歯から、純化幹細胞を分離し、げっ歯類から大型動物を用いた組織再生メカニズムを免疫組織学的手法と画像解析によって明らかにし、均一化された幹細胞による安全で確実な歯髄幹細胞療法を確立する。
研究実績の概要	本研究の最終目的は医療廃棄物である抜去歯から、単一ポジティブマーカーを指標に、ヒトMSCsとヒトHSCsを分離し、その安全性と有効性を評価し、持続可能かつ安定した細胞治療製品の開発、実現である。骨髄MSCsの単独予期的分離マーカーとしてCD73が注目されている。ヒト骨髄のCD73+細胞はMSCsマーカーであるCD29, CD44, CD90, CD271, Leptin receptorが高発現していることを確認している。マウスおよびラットの硬組織欠損モデル作製と移植方法の確立・術後組織反応の評価対象とする硬組織疾患は1)歯槽骨・顎骨欠損および薬剤関連顎骨壊死、2)唇顎口蓋裂に対する腸骨移植代替療法、3)良性腫瘍・顎骨嚢胞・顎骨壊死切除後の腸骨移植代替療法、4)脊椎椎体骨折や大腿骨頭壊死症などを想定している。これまで確立したマウスおよびラットの歯周病モデル、薬剤関連顎骨壊死モデル、頭蓋骨欠損モデルにて評価する。間葉系幹細胞に関して。余剰検体として注目しているのは口腔インプラントの2次手術時の角化組織増大術の際に用いる結合組織移植片である。余剰な結合組織移植片をトリミングする際に生じる余剰組織片を検体として、間葉系幹細胞・間質細胞の細胞供給源となり得るかについて、in vitroにて検証している。造血幹細胞に関して。本研究課題の実験実施によって、ヒト歯髄組織には造血幹細胞がほとんど存在しないことが明らかとなった。同じ口腔組織の廃棄検体からの幹細胞分離のコンセプトはそのままに、顎変形症の骨切り術にて生じる余剰検体からヒト造血幹細胞分離を検証している。現在検体処理のプロトコールを確立中である。
現在までの達成度 (区分)	現在までの達成度 (区分) 3: やや遅れている理由間葉系幹細胞に関して 1本の抜去歯からヒト歯髄組織を処理して目的の細胞をマーカー分離するためには、ある程度の細胞数が必要であることがわかった。造血幹細胞に関してこれまでの実験によるヒト抜去歯の解析から、ヒト歯髄組織には造血幹細胞がほとんど存在しないことが明らかとなった。同じ口腔組織の廃棄検体からの幹細胞分離のコンセプトはそのままに、顎変形症の骨切り術にて生じる余剰検体からヒト造血幹細胞分離を検証している。現在検体処理のプロトコールを確立中である。
今後の研究の推進方策	間葉系幹細胞に関して数人から数本の歯の歯髄細胞をプールすれば細胞表面マーカーによる解析と分離が可能なこともわかったが、最終的な実臨床への応用を考慮すると、現実的はアプローチではない。余剰検体として注目しているのは口腔インプラントの2次手術時の角化組織増大術の際に用いる結合組織移植片である。余剰な結合組織移植片をトリミングする際に生じる余剰組織片を検体として、間葉系幹細胞・間質細胞の細胞供給源となり得るかについて、in vitroにて検証している。造血幹細胞に関して「口腔組織検体からの幹細胞分離」のコンセプトはそのままに、口腔組織由来の造血幹細胞同様に余剰検体からの間葉系幹細胞・間質細胞の分離とその応用へと、細胞供給源の部分を変更した。

報告書

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