2015 年度実施状況報告書

癌患者に使用可能な再建用再生骨の開発

研究課題

研究課題/領域番号	15K11323
研究機関	日本大学
研究代表者	米原啓之日本大学, 歯学部, 教授 (00251299)
研究分担者	本田和也日本大学, 歯学部, 教授 (30199567) 生木俊輔日本大学, 歯学部, 助教 (70386077) 真下貴之日本大学, 歯学部, 非常勤医員 (30736450) 岩田潤日本大学, 歯学部, 専修医 (20757629)
研究期間 (年度)	2015-04-01 – 2018-03-31
キーワード	骨再建 / 再生骨 / 癌患者 / 骨膜 / 骨形成
研究実績の概要	再建法として腸骨海綿骨細片とプレートによる移植術は形態のみならず咬合や咀嚼嚥下など機能的にも有効である。しかしこの方法では海綿骨が大量に必要であり，脂肪髄の多い高齢者では採取が困難で本法による再建が行えない患者も多い。また再生医療技術を用いて体外で組織再生を行い再建する方法も数多く研究されているが，これらの方法では細胞増殖を効率的に行わせるためb-FGFなど各種成長因子が用いられているが，各種成長因子は癌細胞への影響があるため癌患者においては使用が禁忌である。このため現在癌患者では有効な再建方法がないのが現状である。本研究では骨・軟骨膜の骨形成能と非培養生体内組織および安全性の担保された人工材料を用いて，癌患者において用いることの可能な再建材料を開発することを目的としている。平成27年度においては，「血管柄付き下腿骨膜における骨新生量の観察」および「骨膜からの骨形成過程に発現する骨形成関連遺伝子の分析」によりまず骨膜からの骨形成過程を検討した。「血管柄付き骨膜における骨新生量の検討」では血管柄付き骨膜移植のモデルとして，ラット腓骨の血管柄付き骨膜を用いて、その骨膜より再生される骨の状態を経時的に観察した。このモデルにより細片骨として移植するに適した再建材料として用いる際に重要である，再生される骨量が最大となる時期を決定した。「骨膜からの骨形成過程に発現する細胞および関連因子に対する分析」では骨形成過程で見られる骨芽細胞など骨形成に関与する細胞の発現部位をin situ hybridizationにより同定した。さらに骨形成のマーカーであるオステオカルシンおよびBMPの発現の経時的変化をRT-PCRを用いて分析し，骨形成過程における変化を検討した。これらの結果に基づき現在「足場素材としての人工材料の検討」および「軟骨細胞の骨再生に対する影響の検討」の研究を継続中である。
現在までの達成度 (区分)	現在までの達成度 (区分) 3: やや遅れている理由本年度予定していた研究のうち，「血管柄付き骨膜における骨新生量の検討」では血管柄付き骨膜移植のモデルとして，ラット腓骨の血管柄付き骨膜を用いて、その骨膜より再生される骨の状態を経時的に観察した。このモデルにより細片骨として移植するに適した再建材料として用いる際に重要である，再生される骨量が最大となる時期を決定した。「骨膜からの骨形成過程に発現する細胞および関連因子に対する分析」では骨形成過程で見られる骨芽細胞など骨形成に関与する細胞の発現部位をin situ hybridizationにより同定した。さらに骨形成のマーカーであるオステオカルシンおよびBMPの発現の経時的変化をRT-PCRを用いて分析し，骨形成過程における変化を検討した。これらの研究は計画した予定で行えている。これらの結果に基づき現在「足場素材としての人工材料の検討」および「軟骨細胞の骨再生に対する影響の検討」の研究を継続中であるが，この2研究においては，計画がやや遅れており次年度においても継続して研究を行う必要が生じている。
今後の研究の推進方策	27年度の研究計画において計画に遅れが生じている「足場素材としての人工材料の検討」および「軟骨細胞の骨再生に対する影響の検討」の研究については，28年度も研究の継続を行う。特に2研究とも検体数が不足しているため，現在行っている研究方法に則して今後検体数を予定している数量まで行う。また当初28年度に予定していた研究である「線維芽細胞の骨再生に対する影響の検討」および「骨髄幹細胞の骨再生に対する影響の検討」の研究については，現在行っている研究と並行して予定通りに28年度に研究を遂行する。
次年度使用額が生じた理由	27年度予定していた研究において，研究課題「足場素材としての人工材料の検討」および「軟骨細胞の骨再生に対する影響の検討」において，検体数が不足しているなど研究に遅れが生じているため，実験に使用する動物の購入や実験終了後に分析などを行うために必要な薬剤等の購入金額が当初予定より少なくなってしまった。
次年度使用額の使用計画	28年度においては，当初予定していた研究である「線維芽細胞の骨再生に対する影響の検討」および「骨髄幹細胞の骨再生に対する影響の検討」を遂行するとともに，27年度に研究遂行が遅れている「足場素材としての人工材料の検討」および「軟骨細胞の骨再生に対する影響の検討」についての研究も並行して行っていく予定であり，研究計画に応じた適切な予算執行が行えると考えられる