| 研究課題/領域番号 |
21K10094
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分57060:外科系歯学関連
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| 研究機関 | 広島大学 |
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研究代表者 |
中川 貴之 広島大学, 医系科学研究科(歯), 助教 (30456230)
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| 研究分担者 |
武知 正晃 独立行政法人国立病院機構(呉医療センター臨床研究部), その他部局等, 医師 (00304535)
太田 耕司 広島大学, 医系科学研究科(歯), 教授 (20335681)
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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 |
交付 (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)
2023年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2022年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2021年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
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| キーワード | 薬剤関連顎骨壊死 / 血管新生 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
申請者らはビスホスホネート(BP)関連顎骨壊死の病因を探るため、ゾレドロン酸をマウス破骨細胞前駆細胞に投与し網羅的な遺伝子の発現解析を行ってきた。その結果、ゾレドロン酸が破骨細胞因子に加え、血管新生因子も抑制し、破骨細胞形成が阻害されることを見出した。これは破骨細胞への直接的な抑制作用に加え、骨への血流障害が顎骨壊死を誘発してことを示唆している。このため顎骨壊死の治療には病変部の血管新生が重要であると考え、連通多孔体ハイドロキシアパタイトを担体とし、iPS細胞を担体上で血管内皮細胞へと分化誘導を行うことで、顎骨壊死部の血流を改善しうる新規の顎骨壊死治療用移植材料を作製したいと考えている。
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| 研究実績の概要 |
本研究では連通多孔体ハイドロキシアパタイト(以下IP-CHA)上で十分量の血管内皮細胞をiPS細胞より分化誘導させ、顎骨壊死の病変部へ移植することで、血管新生作用を介した顎骨壊死の予防・治療法を確立することを目的としている。令和4年度は令和3年度に実施したIP-CHAディスク上でのヒトiPS細胞の血管内皮細胞への分化誘導実験の結果を踏まえ、培養条件を再検討し分化誘導実験を行った。前年に引き続きiPS細胞はフィーダー細胞であるMEFの培地とbFGF存在下で維持を行い、Activin,BMP4で中胚葉へ分化誘導を行い、VEGFで内皮細胞へ最終的な分化誘導を行った。しかしながらIP-CHA存在下では、様々な培養条件においてもCD31陽性細胞数はほとんど認められなかった。やはり前年より課題として挙げた、HAは培養液中のイオンやタンパク質を吸着することで細胞の増殖や分化に影響を与える可能性が考えられた。IP-CHA存在下での細胞培養条件を検討するため、マウスMC3T3細胞を用いて培養条件の検討で、IP-CHA非存在下と存在下でのMC3T3細胞の骨芽細胞への分化条件は大きく異なることからも、内皮細胞への分化誘導因子がIP-CHAにより吸着され、正常な分化誘導が行われない可能性が示唆された。これまでわれわれはIP-CHA上でiPS細胞を血管内皮細胞へ分化誘導を行い、必要量の細胞を獲得して移植材料を作成する方針で研究を行っていたが、今後は培養皿上でiPS細胞を内皮細胞へ分化誘導を行い、内皮細胞をIP-CHAへ播種することにより移植材料を作成する方針へ変更し、現在研究を継続している。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
4: 遅れている
理由
当初の研究計画ではIP-CHA上でiPS細胞を血管内皮細胞へ分化させることにより移植材料を作成する方針で、iPS細胞の様々な培養条件や分化誘導実験を検討してきた。しかしながら安定した内皮細胞への分化誘導が困難であり、目標が達成されなかった。このためIP-CHAは内皮細胞の担体として利用し、細胞材料は培養皿上で十分量を培養し、最終的にIP-CHAへ播種する方針へ変更することとした。当初の研究計画ではIP-CHAの深部にまで細胞が入り込むことで、移植材料の高度な血管網の作成を目標としてきたが、本研究では移植材料の作成が困難であると判断し、IP-CHAを細胞材料の足場としての利用は断念し、血管内皮細胞の担体として利用する方針とした。
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| 今後の研究の推進方策 |
IP-CHAを担体として利用することにより、iPS細胞から血管内皮細胞への分化誘導は現状よりより容易になると予想される。ただし、十分量の内皮細胞がどの程度IP-CHA内へ浸潤し血管網を構築するかは、移植材料の作成において最重要課題となると考えられるため慎重に条件検討を行う方針である。
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