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生体外で軟骨内骨化を誘導した間葉系幹細胞集塊を用いた新規歯周組織再生療法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 22K17060
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分57030:保存治療系歯学関連
研究機関広島大学

研究代表者

堀越 励  広島大学, 病院(歯), 助教 (90911587)

研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2023年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2022年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワード間葉系幹細胞 / 軟骨細胞 / 軟骨内骨化 / 骨再生 / 軟骨分化
研究開始時の研究の概要

現在の歯科医療において、歯周病によって生じた重篤な骨欠損の再生は非常に困難である。そのため、進行した歯周病にも適応可能で、かつ患者への負担を考慮して短期間で治癒可能な、新規歯周組織再生療法の確立が期待される。
本研究では、ヒトの体内に存在し、また様々な組織に分化可能な細胞(間葉系幹細胞)を、動物由来成分を含まない培地のみで培養するため、人体へも安全に応用できる。
本研究では、間葉系幹細胞と細胞自身が産生したコラーゲン等で構成された細胞集塊が、移植前に生体外で軟骨内骨化を誘導することで、大規模な骨欠損に対する迅速な組織再生能を持つことを明らかにし、臨床応用の実現の可能性を示すことを目的とする。

研究成果の概要

本研究は、歯周病によって失われた骨を比較的短期間で再生可能な新規再生治療法の開発を目的としており、細胞と細胞自身が産生したコラーゲン等によって構成された細胞集塊C-MSCsを用いて研究を行った。
軟骨誘導C-MSCsが骨再生に効果的であることは既に明らかにされており、本研究では再生期間の短期化を期待して、軟骨誘導に加えて骨分化誘導を施したC-MSCsを骨欠損モデルへ移植した。その結果、軟骨誘導培地および骨誘導培地で培養したC-MSCsが自身の骨形成によってより短期間で高い骨再生効果を示すことが明らかとなった。また、移植体由来の骨と周囲の骨が骨細胞ネットワークを形成することも明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究によって、軟骨誘導培地と骨分化誘導培地を用いて作製した間葉系幹細胞集塊(C-MSCs)が軟骨誘導C-MSCsと比較してより短期間で骨再生効果を示すことが明らかとなった。本研究で用いたC-MSCs移植は、既存の治療法では再生困難な骨欠損の再生が期待できる上、骨再生期間の短縮によって、治癒期間の感染リスクの低減およびコスト削減にも貢献できると考える。またこの成果は、歯周組織の再生だけでなく、医科領域で見られる外傷や炎症による骨欠損に対しても有効な再生治療法の開発の一助になると期待できる。
さらに、本研究の細胞移植法では異種動物由来成分を使用しないため、臨床応用にも有利であると考える。

報告書

(3件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2023 2022

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (3件)

  • [雑誌論文] A Cartilaginous Construct with Bone Collar Exerts Bone-Regenerative Property Via Rapid Endochondral Ossification2023

    • 著者名/発表者名
      Morimoto Shin、Kajiya Mikihito、Yoshii Hiroki、Yoshino Mai、Horikoshi Susumu、Motoike Souta、Iwata Tomoyuki、Ouhara Kazuhisa、Ando Toshinori、Yoshimoto Tetsuya、Shintani Tomoaki、Mizuno Noriyoshi
    • 雑誌名

      Stem Cell Reviews and Reports

      巻: 19 号: 6 ページ: 1812-1827

    • DOI

      10.1007/s12015-023-10554-w

    • 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] Distinctive Biological Properties between Mesenchymal Stem Cell Spheroids and Clumps of Mesenchymal Stem Cells/Extracellular Matrix Complexes in 3D Culture Systems2023

    • 著者名/発表者名
      Yoshino Mai、Kajiya Mikihito、Yoshii Hiroki、Morimoto Shin、Horikoshi Susumu、Tari Misako、Iwata Tomoyuki、Ouhara Kazuhisa、Ando Toshinori、Yoshimoto Tetsuya、Shintani Tomoaki、Mizuno Noriyoshi
    • 雑誌名

      Applied Sciences

      巻: 13 号: 23 ページ: 12790-12790

    • DOI

      10.3390/app132312790

    • 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] Mechanosignaling YAP/TAZ-TEAD Axis Regulates the Immunomodulatory Properties of Mesenchymal Stem Cells2023

    • 著者名/発表者名
      Yoshii Hiroki、Kajiya Mikihito、Yoshino Mai、Morimoto Shin、Horikoshi Susumu、Tari Misako、Motoike Souta、Iwata Tomoyuki、Ouhara Kazuhisa、Ando Toshinori、Yoshimoto Tetsuya、Shintani Tomoaki、Mizuno Noriyoshi
    • 雑誌名

      Stem Cell Reviews and Reports

      巻: 20 号: 1 ページ: 347-361

    • DOI

      10.1007/s12015-023-10646-7

    • 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] Xenotransplantation of cryopreserved human clumps of mesenchymal stem cells/extracellular matrix complexes pretreated with IFN-γ induces rat calvarial bone regeneration2022

    • 著者名/発表者名
      Ogawa Tomoya、Kajiya Mikihito、Horikoshi Susumu、Yoshii Hiroki、Yoshino Mai、Motoike Souta、Morimoto Shin、Sone Hisakatsu、Iwata Tomoyuki、Ouhara Kazuhisa、Matsuda Shinji、Mizuno Noriyoshi
    • 雑誌名

      Regenerative Therapy

      巻: 20 ページ: 117-125

    • DOI

      10.1016/j.reth.2022.04.003

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Clumps of mesenchymal stem cells/extracellular matrix complexes directly reconstruct the functional periodontal tissue in a rat periodontal defect model2022

    • 著者名/発表者名
      Sone Hisakatsu、Kajiya Mikihito、Takeda Katsuhiro、Sasaki Shinya、Horikoshi Susumu、Motoike Souta、Morimoto Shin、Yoshii Hiroki、Yoshino Mai、Iwata Tomoyuki、Ouhara Kazuhisa、Matsuda Shinji、Mizuno Noriyoshi
    • 雑誌名

      Journal of Tissue Engineering and Regenerative Medicine

      巻: 16 号: 10 ページ: 945-955

    • DOI

      10.1002/term.3343

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] ボーンカラーを持った軟骨原基様構造物は早期に軟骨内骨化を介した骨再生を引き起こす2023

    • 著者名/発表者名
      森本 慎,加治屋 幹人,堀越 励,吉井 寛毅,吉野 舞,應原 一久,松田 真司,岩田 倫幸,佐々木 慎也,濱本 結太,田利 美沙子,谷口 友梨,吉本 哲也,水野 智仁
    • 学会等名
      第66回秋季日本歯周病学会学術大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 3次元培養間葉系幹細胞集塊を用いた骨髄脂肪組織様in vitroモデルの開発2023

    • 著者名/発表者名
      吉野 舞, 加治屋 幹人, 森本 慎, 吉井 寛毅, 吉本 哲也, 堀越 励, 田利 美沙子, 曽根 久勝, 岩田 倫幸, 應原 一久, 松田 真司, 佐々木 慎也, 濱本 結太, 谷口 友梨, 水野 智仁
    • 学会等名
      第66回秋季日本歯周病学会学術大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] YAP/TAZメカノシグナルは間葉系幹細胞の細胞保護因子産生能を制御する2023

    • 著者名/発表者名
      吉井 寛毅, 加治屋 幹人, 森本 慎, 吉野 舞, 堀越 励, 田利 美沙子, 谷口 友梨, 松田 真司, 佐々木 慎也, 濱本 結太, 岩田 倫幸, 應原 一久, 吉本 哲也, 水野 智仁
    • 学会等名
      第66回秋季日本歯周病学会学術大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書

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公開日: 2022-04-19   更新日: 2025-01-30  

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