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シグナル伝達能を有する化学修飾Tetra-PEGゲルを用いた腱靭帯修復促進剤の開発

研究課題

研究課題/領域番号 23K18325
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分56:生体機能および感覚に関する外科学およびその関連分野
研究機関東京大学

研究代表者

齋藤 琢  東京大学, 医学部附属病院, 准教授 (30456107)

研究分担者 酒井 崇匡  東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (70456151)
岩永 康秀  東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 特任助教 (80906610)
研究期間 (年度) 2023-06-30 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2024年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2023年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
キーワード整形外科学 / 腱靭帯修復
研究開始時の研究の概要

申請者らはシングルセル技術を駆使した解析によって、腱靭帯の修復過程を指揮する新規Progenitorを同定し、腱靭帯の恒常性維持や修復の制御機構を理解するに至った。並行して申請者らは、二種類のPEGを混合して均一な網目構造を有するゲルを術野で瞬時に形成する技術、Tetra-PEGゲルを応用し、腱癒着防止技術の開発を進めている。このゲルに化学修飾を施す技術が確立したことから、本研究では、Tetra-PEGゲルに化学修飾を施し、腱靭帯の制御シグナルを適切に操作することによって、腱靭帯の慢性炎症を抑制し、理想的な修復を誘導するInjectable Gel Systemの開発を目指す。

研究実績の概要

腱靭帯は関節を形作り運動を支える重要な支持組織であるが、その変性は変形性関節症・脊椎症など様々な運動器変性疾患の根源となっている。腱靭帯はオーバーユースのほか、閉経、加齢などで変性を来すが、申請者らはシングルセル技術を駆使した解析によって、炎症や過剰な力学的負荷で誘導され、腱靭帯の修復過程を指揮する新規Progenitorを同定し、各シグナル群が腱靭帯の恒常性維持や修復をどのように制御しているかを包括的に理解するに至っている。また並行して申請者らは、二種類のPEGを混合して均一な網目構造を有するゲルを術野で瞬時に形成する技術、Tetra-PEGゲルを応用し、腱癒着防止技術の開発を進めてきた。本研究では、Tetra-PEGゲルに化学修飾を施し、腱靭帯の制御シグナルを適切に操作し、理想的な修復を誘導するInjectable Gel Systemの開発を目指す。初年度はBMS-345541, CHIR99021, SRI-011381などNF-κB、Wnt、TGF-βの作用を修飾する化合物や、リコンビナントタンパクをゲルに組み込む実験を行い、実際にゲル化の妨げにならず、かつ近傍に徐放されることを培養細胞を用いて検証、確認を行った。細胞株としては、tenogenic細胞株TT-D6のほか、腱分化能を有する未分化間葉系細胞株C3H10T1/2,C2C12等を使用した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

細胞培養実験まで実施し、予定通りの進捗が得られたと言える。

今後の研究の推進方策

化合物やリコンビナントタンパクを搭載したTetra-PEGゲルをマウス、ラットの変形性関節症や腱損傷モデルに適用し、有効性を検証する。

報告書

(1件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2023 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 2件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 4件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Percolation-induced gel-gel phase separation in a dilute polymer network2023

    • 著者名/発表者名
      Ishikawa Shohei、Iwanaga Yasuhide、Uneyama Takashi、Li Xiang、Hojo Hironori、Fujinaga Ikuo、Katashima Takuya、Saito Taku、Okada Yasushi、Chung Ung-il、Sakumichi Naoyuki、Sakai Takamasa
    • 雑誌名

      Nature Materials

      巻: 22 号: 12 ページ: 1564-1570

    • DOI

      10.1038/s41563-023-01712-z

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Subcutaneously Transplanted Fresh Cartilage in Allogeneic and Xenogeneic Immunocompetent Mouse2023

    • 著者名/発表者名
      Uto Sakura、Hikita Atsuhiko、Mori Daisuke、Sakamoto Tomoaki、Yano Fumiko、Ohba Shinsuke、Saito Taku、Takato Tsuyoshi、Hoshi Kazuto
    • 雑誌名

      Tissue Engineering Part A

      巻: 29 号: 19-20 ページ: 541-556

    • DOI

      10.1089/ten.tea.2023.0052

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Interstitial-fluid shear stresses induced by vertically oscillating head motion lower blood pressure in hypertensive rats and humans2023

    • 著者名/発表者名
      Murase Shuhei、Sakitani Naoyoshi、Maekawa Takahiro、Yoshino Daisuke、Takano Kouji、Konno Ayumu、Hirai Hirokazu、Saito Taku、et al
    • 雑誌名

      Nature Biomedical Engineering

      巻: 7 号: 11 ページ: 1350-1373

    • DOI

      10.1038/s41551-023-01061-x

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A common variant rs2054564 in ADAMST17 is associated with susceptibility to lumbar spondylosis2023

    • 著者名/発表者名
      Taniguchi Yuki、Akune Toru、Nishida Nao、Omori Go、HA Kim、Ueno Kazuko、Saito Taku、Oichi Takeshi、Koike Asako、Mabuchi Akihiko、Oka Hiroyuki、Muraki Shigeyuki、Oshima Yasushi、Kawaguchi Hiroshi、Nakamura Kozo、Tokunaga Katsushi、Tanaka Sakae、Yoshimura Noriko
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 13 号: 1 ページ: 4900-4900

    • DOI

      10.1038/s41598-023-32155-w

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Nutrient-regulated dynamics of chondroprogenitors in the postnatal murine growth plate.2023

    • 著者名/発表者名
      Oichi T, Kodama J, Wilson K, Tian H, Imamura Kawasawa Y, Usami Y, Oshima Y, Saito T, Tanaka S, Iwamoto M, Otsuru S, Enomoto-Iwamoto M.
    • 雑誌名

      Bone Research

      巻: 11 号: 1 ページ: 20-20

    • DOI

      10.1038/s41413-023-00258-9

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [備考] 東京大学医学部附属病院 整形外科・脊椎外科

    • URL

      http://www.u-tokyo-ortho.jp/

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書

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公開日: 2023-07-04   更新日: 2024-12-25  

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