細胞-サイトカイン-吸収性足場材料による口腔組織再生に関する実験的研究

2004 年度 研究成果報告書概要

• 研究課題/領域番号: 14370643
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 補綴理工系歯学
• 研究機関: 岩手医科大学
• 研究代表者: 荒木 吉馬 岩手医科大学, 歯学部, 教授 (20005036)
• 研究分担者: 平 雅之 岩手医科大学, 歯学部, 助教授 (60179398) ; 石橋 寛二 岩手医科大学, 歯学部, 教授 (90018771) ; 加茂 政晴 岩手医科大学, 歯学部, 助教授 (40214564) ; 田畑 泰彦 京都大学, 再生医科学研究所, 教授 (50211371)
• 研究期間 (年度): 2002 – 2004
• キーワード: 生体組織工学 / 間葉系幹細胞 / 足場材料 / 成長因子 / DNAマイクロアレイ / ゼラチン / 再生医学 / アルカリ熱処理チタン

研究概要

研究成果は以下の4項目に分類される。
1.組織再生を目的とした細胞培養に関する研究では、口腔組織再生の鍵となる骨髄間質細胞や骨髄由来間葉系幹細胞の増殖と骨系分化に関する研究を行った。これらの細胞の増殖にはME培地を用い、骨系分化にはビタミンC、DEXとβグリセロホスフェートを配合したDME培地を用いる必要性が確認された。b-FGFの使用も増殖に効果的であった。また、培養株化細胞のサイトカイン発現や毒性効果に及ぼす菌体成分(LPS)や金属イオンの影響にも検討を加えた。外来刺激によってシグナリング機構が変化しその制御が今後の再生歯科医学に有効と示唆された。遺伝子の発現をDNAマイクロアレイによって評価した。骨系分化誘導にはTGF-βスーパーファミリーレセプターを発現する成長因子(リガンド)の使用が有効と示唆された。
2.組織再生を目的とした足場材料の開発研究では、生吸収性のコラーゲン、ゼラチンやポリグリコール酸系材料を用いてスポンジやハイドロゲルを調製し、生吸収性や細胞付着性に検討を加えた。ゼラチンは成長因子徐放性足場材料として有用で、生分解性は化学架橋度に依存していた。コラーゲンスポンジは再生の足場及び細胞播種担体として有用であった。
3.動物実験によって足場材料(ポリ乳酸、コラーゲンゲル、酸性ゼラチン)の生分解性の評価を皮下埋入試験によって行った。実験動物に作製した頭蓋骨欠損部を足場材料(酸性ゼラチン)と成長因子(b-FGF)の徐放によって修復し、その過程を検討した。
4.アルカリ熱処理したチタンを人工体液に浸漬し、表面にアパタイト層を生成した。このアパタイト層は構造解析の結果、生吸収性を有する骨類似炭酸アパタイトであることが判明した。また、骨芽細胞の骨系分化を有意に促進することがRT-PCRによって確認された。

研究成果

• [雑誌論文] Bio-sorption of acidic gelatin hydro-gels implanted in the back tissues of Fisher's rats (2005)
  • 著者名/発表者名: Taira, M., Furuuchi, H., Saitoh, S., Sugiyama, Y., Sekiyama, S., Araki, Y., Tabata, Y
  • 雑誌名: J.Oral Rehabil. 32・5 ページ: 382-387
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Bio-sorption of acidic gelatin Hydro-gels implanted in the back tissues of Fisher's rats. (2005)
  • 著者名/発表者名: Taira, M., Furuuchi, H., Saitoh, S., Sugiyama, Y., Sekiyama, S., Araki, Y., Tabata, Y.
  • 雑誌名: J.Oral Rehabil. 32 ページ: 382-387
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Characterization of apatite formed on alkaline-heat-treated Ti (2004)
  • 著者名/発表者名: Chosa, N., Taira, M., Saitoh, S., Sato, N., Araki, Y.
  • 雑誌名: J.Dent.Res. 83・6 ページ: 465-469
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Effects of the medium type, serum amount and dexamethasone induction on the cell proliferation and alkaline phosphatase activity of twice-passaged SD rats' bone marrow stromal cells. (2004)
  • 著者名/発表者名: Taira, M., Chosa, N., Saitoh, S., Sasaki, K., Satp, N., Takahashi, J., Araki, Y.
  • 雑誌名: J.Oral Tissue Eng. 1(1) ページ: 59-68
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Characterization of apatite formed on alkaline-heat-treated Ti. (2004)
  • 著者名/発表者名: Chosa, N., Taira, M., Saitoh, S.N., Araki, Y.
  • 雑誌名: J.Dent.Res. 83(6) ページ: 465-469
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Cellular reactions to polylactide-based sponge and collagen gel in subcutaneous tissue (2003)
  • 著者名/発表者名: Taira, M., Araki, Y., Nakao, H., Takahashi, J., Hyon, S.H., Tsutsumi, S.
  • 雑誌名: J.Oral Rehabil. 30・1 ページ: 106-109
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Effects of two vitamins, two growth factors and dexamethasone on the proliferation of rat bone marrow stromal cells and osteoblastic MC3T3-E1 cells (2003)
  • 著者名/発表者名: Taira, M., Nakao, H., Takahashi, J., Araki, Y.
  • 雑誌名: J.Oral Rehabil. 30・7 ページ: 697-701
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Studies on osteogenic differentiation of rat bone marrow stromal cells cultured in type I collagen gel by RT-PCR analysis (2003)
  • 著者名/発表者名: Taira, M., Toyosawa, S., Ijyuin, N., Takahashi, J., Araki, Y.
  • 雑誌名: J.Oral Rehabil. 30・8 ページ: 802-807
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Effects of the medium, serum and dexamethasone on the cell proliferation and alkaline phosphatase activity of twice-passaged SD rats' bone marrow stromal cells (2003)
  • 著者名/発表者名: Taira, M., Chosa, N., Sasaki K., Saitoh, S., Sato, N., Takahashi, J., Araki, Y.
  • 雑誌名: Journal of Oral Tissue Engineering 1・1 ページ: 59-68
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Cellular reactions to polylactide-based sponge and collagen gel in subcutaneous tissue. (2003)
  • 著者名/発表者名: Taira, M., Araki, Y., Nakao, H., Takahashi, J., Hyon, S.H., Tsutsumi, S.
  • 雑誌名: J.Oral Rehabil. 30(1) ページ: 106-109
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Effects of two vitamins, two growth factors and dexamethasone on the proliferation of rat bone marrow stromal cells and osteoblastic MC3T3-E1 cells. (2003)
  • 著者名/発表者名: Taira, M., Nakao, H., Takahasi, J., Araki, Y.
  • 雑誌名: J.Oral Rehabil. 30(7) ページ: 697-701
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Studies on osteogenic differentiation of rat bone marrow stromal cells cultured in type I collagen gel by RT-PCR analysis. (2003)
  • 著者名/発表者名: Taira, M., Toyosawa, S., Ijyuin, N., Takahashi, J., Araki, Y.
  • 雑誌名: J.Oral Rehabil. 30(8) ページ: 802-807
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [図書] ここまで進んだ再生医療の実際 (2003)
  • 著者名/発表者名: 田畑泰彦
  • 総ページ数: 195
  • 出版者: 羊土社
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [図書] Actual case presentations of recent re-generative medicine. (1st edition) (2003)
  • 著者名/発表者名: Tabata, Y.
  • 総ページ数: 195
  • 出版者: Yodosha, Tokyo
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より