骨誘導型人工骨の創製

• 研究課題/領域番号: 24240069
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 医用生体工学・生体材料学
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 鄭 雄一 東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (30345053)
• 研究分担者: 大庭 伸介 東京大学, 大学院工学系研究科, 准教授 (20466733) ; 酒井 崇匡 東京大学, 大学院工学系研究科, 准教授 (70456151)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 46,280千円 (直接経費: 35,600千円、間接経費: 10,680千円); 2015年度: 11,310千円 (直接経費: 8,700千円、間接経費: 2,610千円); 2014年度: 11,310千円 (直接経費: 8,700千円、間接経費: 2,610千円); 2013年度: 11,180千円 (直接経費: 8,600千円、間接経費: 2,580千円); 2012年度: 12,480千円 (直接経費: 9,600千円、間接経費: 2,880千円)
• キーワード: 生体材料 / トランスレーショナルリサーチ / 人工骨 / 再生 / 骨 / バイオマテリアル / シグナル分子 / 低分子化合物

研究成果の概要

骨が欠損・変形した際の治療に使う、人工骨の必要が高まっているが、その機能を高めるために、骨を形成するのに必要なシグナルネットワークを明らかにし、組み合わせることとした。その結果、試験管の中で、血清もタンパク質も遺伝子も用いず、4つの低分子化合物だけで骨の細胞をインビトロで誘導することに成功した。この化合物を人工の骨に搭載してその放出を制御し、骨が欠損した動物モデルに投与することで、短期間で治療効果を出すことに成功した。

研究成果

• [国際共同研究] 南カリフォルニア大学(米国)
• [雑誌論文] Reliable hydrogel with mechanical ‘fuse link’ in an aqueous environment (2015)
  • 著者名/発表者名: Kondo S, Hiroi T, Han Y, Kim M, Shibayama M, Chung U, Sakai T
  • 雑誌名: Adv Mater 巻: 27 号: 45 ページ: 7407-7411
  • DOI: 10.1002/adma.201503130
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Design of Hydrogels for Biomedical Applications (2015)
  • 著者名/発表者名: Kamata H, Li X, Chung U, Sakai T
  • 雑誌名: Adv Healthcare Mater 巻: 4 号: 16 ページ: 2360-2374
  • DOI: 10.1002/adhm.201500076
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Signaling pathways regulating the specification and differentiation of the osteoblast lineage (2015)
  • 著者名/発表者名: Hojo H, Ohba S, Chung U
  • 雑誌名: Regenerative Therapy 巻: 1 ページ: 57-62
  • DOI: 10.1016/j.reth.2014.10.002
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Histochemical and Radiological Study of Bone Regeneration by the Combinatorial Use of Tetrapod-Shaped Artificial Bone and Collagen (2015)
  • 著者名/発表者名: Uryu T, Matsumoto N, Namaki S, Mashimo T, Tamagawa T, Yasumitsu T, Okudera M, Komiyama K, Chung U, Honda K, Arai Y, Yonehara Y
  • 雑誌名: Journal of Hard Tissue Biology 巻: 24 号: 2 ページ: 199-210
  • DOI: 10.2485/jhtb.24.199
  • NAID: 130005065059
  • ISSN: 1341-7649, 1880-828X
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Augmentation of Flat Bone Area Using Tetrapod-Shaped Artificial Bone in Rats (2015)
  • 著者名/発表者名: Iwata J, Namaki S, Mashimo T, Honda K, Chung U, Yonehara Y
  • 雑誌名: Journal of Hard Tissue Biology 巻: 24 号: 1 ページ: 69-76
  • DOI: 10.2485/jhtb.24.69
  • NAID: 130004848445
  • ISSN: 1341-7649, 1880-828X
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Gli1 haploinsufficiency leads to decreased bone mass with an uncoupling of bone metabolism in adult mice. (2014)
  • 著者名/発表者名: Kitaura Y, Hojo H, Komiyama Y, Takato T, Chung UI, Ohba S
  • 雑誌名: PLoS ONE 巻: 9(10) 号: 10 ページ: e109597-e109597
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0109597
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Molecular and structural patterns of bone regeneration in surgically created defects containing bone substitutes. (2014)
  • 著者名/発表者名: Elgali I, Igawa K, Palmquist A, Lennerås M, Xia W, Choi S, Chung U, Omar O, Thomsen P
  • 雑誌名: Biomaterials 巻: 35 号: 10 ページ: 3229-3242
  • DOI: 10.1016/j.biomaterials.2013.12.084
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Stepwise differentiation of pluripotent stem cells into osteoblasts using four small molecules under serum-free and feeder-free conditions. (2014)
  • 著者名/発表者名: Kanke K, Masaki H, Saito T, Komiyama Y, Hojo H, Nakauchi H, Lichtler AC, Takato T, Chung UI, Ohba S
  • 雑誌名: Stem Cell Reports. 巻: 6 号: 6 ページ: 751-760
  • DOI: 10.1016/j.stemcr.2014.04.016
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Comparison of the long-term effects on rabbit bone defects between Tetrabone and β-tricalcium phosphate granules implantation. (2014)
  • 著者名/発表者名: Choi S, Liu IL, Yamamoto K, Honnami M, Ohba S, Echigo R, Sakai T, Igawa K, Suzuki S, Nishimura R, Chung UI, Sasaki N, Mochizuki M
  • 雑誌名: J Artif Organs 巻: 14 号: 4 ページ: 344-351
  • DOI: 10.1007/s10047-014-0778-9
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Implantation of tetrapod-shaped granular artificial bones or β-tricalcium phosphate granules in a canine large bone-defect model. (2014)
  • 著者名/発表者名: Choi S, Liu IL, Yamamoto K, Honnami M, Sakai T, Ohba S, Echigo R, Suzuki S, Nishimura R, Chung UI, Sasaki N, Mochizuki M.
  • 雑誌名: J Vet Med Sci 巻: 76 ページ: 229-235
  • NAID: 130003382365
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Hedgehog-Gli activators direct osteo-chondrogenic function of bone morp hogenetic protein toward osteogenesis in the perichondrium. (2013)
  • 著者名/発表者名: Hojo H, et al.
  • 雑誌名: J Biol Chem 巻: 288 号: 14 ページ: 9924-9932
  • DOI: 10.1074/jbc.m112.409342
  • 査読あり
• [雑誌論文] Bone healing by sterilizable calcium phosphate tetrapods eluting osteoge nic molecules. (2013)
  • 著者名/発表者名: Maeda Y, Hojo H, et al.
  • 雑誌名: Biomaterials 巻: 34 号: 22 ページ: 5530-5537
  • DOI: 10.1016/j.biomaterials.2013.03.089
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cell-sheet technology combined with a thienoindazole derivative small comnound TD-198946 for cartilage regeneration (2013)
  • 著者名/発表者名: Yano F, Hojo H, et al.
  • 雑誌名: Biomaterials 巻: 34 号: 22 ページ: 5581-5587
  • DOI: 10.1016/j.biomaterials.2013.04.008
  • 査読あり
• [雑誌論文] Repair of rabbit segmental femoral defects by using a combination of tetrapod-shaped granular artificial bones and basic fibroblast growth factor-binding ion complex gel. (2013)
  • 著者名/発表者名: Honnami M, Choi S, Liu I, Kamimura W, Taguchi T, Hojo H, Shimohata N, Ohba S, Koyama H, Nishimura R, Chung UI, Sasaki N, Mochizuki M
  • 雑誌名: Biomaterials 巻: 34 号: 36 ページ: 9056-9062
  • DOI: 10.1016/j.biomaterials.2013.08.014
  • 査読あり
• [雑誌論文] Changes in Bone Regeneration by Trehalose Coating and Basic Fibroblast Growth Factor after Implantation of Tailor-Made Bone Implants in Dogs (2013)
  • 著者名/発表者名: Choi S et al.
  • 雑誌名: Ｔｈｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｖｅｔｅｒｉｎａｒｙ Ｍｅｄｉｃａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ 巻: 75 号: 6 ページ: 721-726
  • DOI: 10.1292/jvms.12-0244
  • NAID: 130003362113
  • ISSN: 0916-7250, 1347-7439
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development and evaluation of tetrapod-shaped granular artificial bones (2012)
  • 著者名/発表者名: Sungjin Choi
  • 雑誌名: Acta Biomaterialia 巻: (掲載確定済) 号: 6 ページ: 2340-2347
  • DOI: 10.1016/j.actbio.2012.02.019
  • 査読あり
• [雑誌論文] C/EBPβ and RUNX2 cooperate to degrade cartilage with MMP-13 as the target and HIF-2α as the inducer in chondrocytes (2012)
  • 著者名/発表者名: Hirata M、Kugimiya F、Fukai A、Saito T、Yano F、Ikeda T、Mabuchi A、Sapkota BR、Akune T、Nishida N、Yoshimura N、NakagawaT、Tokunaga K、Nakamura K、Chung UI、Kawaguchi H
  • 雑誌名: Human Molecular Genetics 巻: 21 号: 5 ページ: 1111
  • DOI: 10.1093/hmg/ddr540
  • 査読あり
• [雑誌論文] Famotidine suppresses osteogenic differentiation of tendon cells in vitro and pathological calcification of tendon in vivo (2012)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto K, Hojo H, 他
  • 雑誌名: J Orthop Res 巻: 30 号: 12 ページ: 1958-1962
  • DOI: 10.1002/jor.22146
  • 査読あり
• [学会発表] Introduction of messenger RNA into knee articular cartilages using polyplex nanomicelle (2015)
  • 著者名/発表者名: Aini H, Itaka K, Chung U, Ohba S
  • 学会等名: 2015 World Congress on Osteoarthritis
  • 発表場所: Seattle, USA
  • 年月日: 2015-04-30
  • 国際学会
• [学会発表] Gremlin1 induced by excessive mechanical stress loading enhances cartilage degradation (2015)
  • 著者名/発表者名: Chang S, Kobayashi H, Okada K, Okuma T, Mori Y, Kawata M, Yano F, Kawaguchi H, Chung U, Tanaka S, Saito T
  • 学会等名: 2015 World Congress on Osteoarthritis
  • 発表場所: Seattle, USA
  • 年月日: 2015-04-30
  • 国際学会
• [学会発表] Development of high-performance structural biomaterials through controlling 3D shape (2014)
  • 著者名/発表者名: 鄭 雄一（Chung, Ung-il）
  • 学会等名: 日本骨代謝学会学術集会
  • 発表場所: 大阪国際会議場
  • 年月日: 2014-07-24 – 2014-07-26
  • 招待講演
• [学会発表] 1. Development of implant devices for skeletal reconstruction by precise control of 3D shape (2013)
  • 著者名/発表者名: Chung U (鄭 雄一)
  • 学会等名: The 4th Asian Biomaterials Congress
  • 発表場所: 香港科学技術大学・中国
  • 招待講演
• [学会発表] PREVENTION AND REPAIR OF CARTILAGE DEGENERATION BY A NOVEL SMALL THIENOINDAZOLE-DERIVATIVE COMPOUND (2012)
  • 著者名/発表者名: Fumiko Yano
  • 学会等名: 2012 World Congress on Osteoarthritis
  • 発表場所: バルセロナ、スペイン
• [備考] 鄭 研究室
  • URL: http://www.tetrapod.t.u-tokyo.ac.jp/
• [備考] 鄭雄一研究室
  • URL: http://www.tetrapod.t.u-tokyo.ac.jp/
• [備考] 鄭 雄一 研究室
  • URL: http://www.tetrapod.t.u-tokyo.ac.jp/
• [備考] 鄭 雄一 研究室
  • URL: http://www.tetrapod.t.u-tokyo.ac.jp/
• [産業財産権] 眼科治療用ゲル材料 (2016)
  • 発明者名: 鄭 雄一 他
  • 権利者名: 鄭 雄一 他
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2016-000913
  • 出願年月日: 2016-01-06