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2015 年度 実施状況報告書

再生医療への応用を目指した間葉系幹細胞支持基板の開発

研究課題

研究課題/領域番号 15K20472
研究機関東京医科歯科大学

研究代表者

中村 美穂  東京医科歯科大学, 生体材料工学研究所, 准教授 (40401385)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2017-03-31
キーワード間葉系幹細胞 / 生体材料 / 骨芽細胞 / 破骨細胞
研究実績の概要

本研究は、再生医療における組織再生効率向上を目指して、間葉系幹細胞(MSC)の分子分泌能を強化し、組織再生能を向上する再生医療用足場材料の開発を行うことを目指す。MSCは、種々のサイトカインやエキソソームを分泌することで、内在性細胞を活性化し、組織再生に寄与することが報告されている。本研究は、MSCの分子分泌能を強化する足場材料の開発を行うことを目的とする。本研究成果を硬組織再生医療に応用できれば、移植部位でMSCを長期間保持し、サイトカイン分泌を亢進し、内在性幹細胞を局所へ動員し、組織再生能を向上することが期待される。本研究課題期間内に、in vitroにおけるMSC培養実験とin vivo動物実験の結果をもとに、最適な足場材料の開発を行う。
平成27年度は、(1)有機無機コンポジット試料の作製およびキャラクタリゼーション、(2)MSCの単離と試料上における培養試験を行った。(1)では、骨補填材として臨床応用されている無機材料であるハイドロキシアパタイト(HA)、β-リン酸三カルシウム(β-TCP)に加え、破骨細胞吸収性を有する炭酸含有アパタイト(CA)を利用した。有機材料としてはポリ乳酸(PLA)を利用した。各無機材料試料粉末を湿式法で合成し、X線回折、フーリエ変換赤外分光法を用いて、キャラクタリゼーションを行った。その結果、各材料は単一結晶相を有していることが確認された。5-20wt%の無機物を含むPLAとのコンポジット試料を作製し、キャラクタリゼーションを行った。(2)では、マウス大腿骨および脛骨骨髄由来のMSCを単離した。各試料上においてMSCを培養し、骨芽細胞への分化能を検討した。その結果、いずれの試料上においても、骨芽細胞に分化することが確認された。

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

平成27年度は研究計画のとおり進めることができた。また、研究成果について、学会や論文で発表することができた。

今後の研究の推進方策

平成28年度も研究計画書に従い、研究を進める予定である。具体的には、間葉系幹細胞(MSC)が分泌するサイトカインの解析、MSCを有機無機コンポジットに担持させ、生体内埋植試験を行い、骨形成能評価を行う。

  • 研究成果

    (32件)

すべて 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (11件) (うち国際共著 2件、 査読あり 10件、 オープンアクセス 7件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (17件) (うち国際学会 7件) 図書 (2件)

  • [国際共同研究] University of Oulu/University of Turku(Finland)

    • 国名
      フィンランド
    • 外国機関名
      University of Oulu/University of Turku
  • [国際共同研究] University of Boras(Sweden)

    • 国名
      スウェーデン
    • 外国機関名
      University of Boras
  • [雑誌論文] Surface Free Energy Predominates in Cell Adhesion to Hydroxyapatite through Wettability.2016

    • 著者名/発表者名
      Nakamura M, Hori N, Ando H, Namba S, Toyama T, Nishimiya N, Yamashita K.
    • 雑誌名

      Mater Sci Eng C

      巻: 62 ページ: 283-292

    • DOI

      10.1016/j.msec.2016.01.037

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Dielectric relaxation in monoclinic hydroxyapatite: Observation of hydroxide ion dipoles2016

    • 著者名/発表者名
      Horiuchi N, Wada N, Nozaki K, Nakamura M, Nagai A, Yamashita K.
    • 雑誌名

      J Appl Phys

      巻: 119 ページ: 084903

    • DOI

      http://dx.doi.org/10.1063/1.4942236

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Hydroxyapatite with High Carbonate Substitutions Promotes Osteoclast Resorption through Osteocyte-like Cells.2016

    • 著者名/発表者名
      Nakamura M, Hiratai R, Hentunen T, Salonen J, Yamashita K.
    • 雑誌名

      ACS Biomater Sci Eng

      巻: 2 ページ: 259-267

    • DOI

      10.1021/acsbiomaterials.5b00509

    • 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] Dielectric properties of fluorine substituted hydroxyapatite.2015

    • 著者名/発表者名
      Horiuchi N, Endo J, Wada N, Nozaki K, Nakamura M, Nagai A, Katayama K, Yamashita K.
    • 雑誌名

      J Mater Chem B

      巻: 3 ページ: 6790-6797

    • DOI

      10.1039/C5TB00944H

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Controlled calcite nucleation on polarized calcite single crystal substrates in the presence of polyacrylic acid2015

    • 著者名/発表者名
      Wada N, Horiuchi N, Nakamura M, Nozaki K, Hiyama T, Nagai A, Yamashita K.
    • 雑誌名

      J Cryst Growth

      巻: 415 ページ: 7-14

    • DOI

      10.1016/j.jcrysgro.2014.12.027

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Hierarchical periodic micro/nano-structures on nitinol and their influence on oriented endothelialization and anti-thrombosis.2015

    • 著者名/発表者名
      Nozaki K, Shinonaga T, Ebe N, Horiuchi N, Nakamura M, Tsutsumi Y, Hanawa T, Tsukamoto M, Yamashita K, Nagai A.
    • 雑誌名

      Mater Sci Eng C Mater Biol Appl

      巻: 12 ページ: 1-6

    • DOI

      10.1016/j.msec.2015.07.028

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Polarization-assisted surface engineering for low temperature degradation-proof in yttria-stabilized zirconia ceramics.2015

    • 著者名/発表者名
      Horiuchi N, Tsuchiya Y, Wada N, Nozaki K, Nakamura M, Nagai A, Okura T, Yamashita K.
    • 雑誌名

      J Asian Ceram Soc

      巻: 3 ページ: 156-159

    • DOI

      10.1016/j.jascer.2015.02.002

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Suppression effects of dental glass-ceramics with polarization-induced highly dense surface charges against bacterial adhesion.2015

    • 著者名/発表者名
      Nozaki K, Koizumi H, Horiuchi N, Nakamura M, Okura T, Yamashita K, Nagai A.
    • 雑誌名

      Dent Mater J

      巻: 34 ページ: 671-678

    • DOI

      10.4012/dmj.2014-342

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] ヒト生体骨内の蓄積電荷量と電流密度のパターン分類2015

    • 著者名/発表者名
      木幡一博、堀内尚紘、伊藤聡一郎、山下仁大、中村美穂.
    • 雑誌名

      日本生体電気· 物理刺激研究会誌

      巻: 29 ページ: 37-40

  • [雑誌論文] Wettability and surface free energy of polarised ceramic biomaterials.2015

    • 著者名/発表者名
      Nakamura M, Hori N, Namba S, Toyama T, Nishimiya N, Yamashita K.
    • 雑誌名

      Biomed. Mater

      巻: 10 ページ: 011001

    • DOI

      10.1088/1748-6041/10/1/011001

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Characterization of Human Osteoclast on Different Bioceramics2015

    • 著者名/発表者名
      Nakamura M, Hentunen T, Varaniemi J, Salonen J, Hori N, Yamashita K.
    • 雑誌名

      Key Eng. Mater

      巻: 631 ページ: 363-366

    • DOI

      10.4028/www.scientific.net/KEM.631.363

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Dielectric Phenomena in Monoclinic and Hexagonal Hydroxyapatite.2015

    • 著者名/発表者名
      Horiuchi N, Wada N, Nozaki K, Nakamura M, Nagai A, Yamashita K.
    • 学会等名
      15th Asian BioCeramics symposium
    • 発表場所
      Tokyo (Japan)
    • 年月日
      2015-12-09 – 2015-12-09
    • 国際学会
  • [学会発表] Carbonate-containing Octacalcium Phosphate enhanced osteoblast proliferation and differentiation.2015

    • 著者名/発表者名
      hen D, Horiuchi N, Nozaki K, Nakamura M, Nagai A, Yamashita K
    • 学会等名
      15th Asian BioCeramics symposium
    • 発表場所
      Tokyo (Japan)
    • 年月日
      2015-12-09 – 2015-12-09
    • 国際学会
  • [学会発表] Dielectric Study on Reorientation Phenomena of Hydroxide Ion in Hydroxyapatite.2015

    • 著者名/発表者名
      N. Horiuchi, K. Nozaki, M. Nakamura, A. Nagai, K. Yamashita.
    • 学会等名
      17th US-Japan Seminar on Dielectric and Piezoelectric Ceramics
    • 発表場所
      Matsumoto (Japan)
    • 年月日
      2015-11-17 – 2015-11-17
    • 国際学会
  • [学会発表] バイオセラミックエレクトレットの物理的、化学的、生物学的性質.2015

    • 著者名/発表者名
      中村美穂、山下仁大.
    • 学会等名
      2015年度セラミックス総合研究会
    • 発表場所
      鹿児島大学(鹿児島県鹿児島市)
    • 年月日
      2015-11-12 – 2015-11-12
  • [学会発表] 生体骨無機成分を模倣した炭酸アパタイトの破骨細胞吸収特性.2015

    • 著者名/発表者名
      中村美穂,堀内尚紘,山下仁大.
    • 学会等名
      粉体粉末冶金協会成27 年度秋季大会(第11 6回講演大会)
    • 発表場所
      京都大学(京都府京都市)
    • 年月日
      2015-11-11 – 2015-11-11
  • [学会発表] Osteoblastic responses to OCP and carbonate-containing OCP in vitro.2015

    • 著者名/発表者名
      沈東鶴,堀内尚紘,野崎浩佑,中村美穂,永井亜希子,山下仁大,宮新美智世.
    • 学会等名
      第37 回日本バイオマテリアル学会大会
    • 発表場所
      京都テルサ(京都府京都市)
    • 年月日
      2015-11-09 – 2015-11-09
  • [学会発表] 生体吸収性制御型Na 固溶β-TCP の電気的解析法による構造安定性評価.2015

    • 著者名/発表者名
      遠藤敬幸,野崎浩佑,堀内尚紘,柴田裕史,中村美穂,永井亜希子,橋本和明,山下仁大.
    • 学会等名
      第37 回日本バイオマテリアル学会大会
    • 発表場所
      京都テルサ(京都府京都市)
    • 年月日
      2015-11-09 – 2015-11-09
  • [学会発表] 骨細胞制御による生体吸収性セラミックスの破骨細胞吸収特性.2015

    • 著者名/発表者名
      中村美穂、堀奈央子、Hentunen T、Salonen J、Tuukkanen J、山下仁大.
    • 学会等名
      第37 回日本バイオマテリアル学会大会
    • 発表場所
      京都テルサ(京都府京都市)
    • 年月日
      2015-11-09 – 2015-11-09
  • [学会発表] 塩素置換アパタイトの誘電特性評価.2015

    • 著者名/発表者名
      渡辺研太朗,堀内尚紘,野崎浩佑,中村美穂,永井亜希子,山下仁大.
    • 学会等名
      日本セラミックス協会第28 回秋季シンポジウム
    • 発表場所
      富山大学(富山県富山市)
    • 年月日
      2015-09-17 – 2015-09-17
  • [学会発表] 単斜晶ハイドロキシアパタイト中の水酸化物イオンの再配向運動.2015

    • 著者名/発表者名
      堀内尚紘,野崎浩佑,中村美穂,永井亜希子,山下仁大.
    • 学会等名
      日本セラミックス協会第28 回秋季シンポジウム
    • 発表場所
      富山大学(富山県富山市)
    • 年月日
      2015-09-17 – 2015-09-17
  • [学会発表] 分極アパタイトは増殖シグナルを刺激する.2015

    • 著者名/発表者名
      桝谷峰旦,野崎浩佑,堀内尚紘,中村美穂,山下仁大,永井亜希子.
    • 学会等名
      日本セラミックス協会第28 回秋季シンポジウム
    • 発表場所
      富山大学(富山県富山市)
    • 年月日
      2015-09-17 – 2015-09-17
  • [学会発表] ドデカン二酸を用いたハイドロキシアパタイトの水熱合成.2015

    • 著者名/発表者名
      柴田航太郎,堀内尚紘,野崎浩佑,中村美穂,永井亜希子,山下仁大.
    • 学会等名
      日本セラミックス協会第28 回秋季シンポジウム
    • 発表場所
      富山大学(富山県富山市)
    • 年月日
      2015-09-17 – 2015-09-17
  • [学会発表] 分極ハイドロキシアパタイト表面特性における焼結雰囲気中の水分の意義.2015

    • 著者名/発表者名
      中村美穂,堀奈央子,難波咲,安藤大志,堀内尚紘,遠山岳史,西宮伸幸,山下仁大.
    • 学会等名
      日本セラミックス協会第28 回秋季シンポジウム
    • 発表場所
      富山大学(富山県富山市)
    • 年月日
      2015-09-17 – 2015-09-17
  • [学会発表] Osteocyte Function in Regulating Osteoclast Differentiation on Ceramic Biomaterials.2015

    • 著者名/発表者名
      Nakamura M, Hentunen T, Salonen J, Hori N, Yamashita K.
    • 学会等名
      27th European Conference on Biomaterials
    • 発表場所
      Krakow ( Poland)
    • 年月日
      2015-08-31 – 2015-08-31
    • 国際学会
  • [学会発表] Hydrothermal synthesis of fibrous hydroxyapatite.2015

    • 著者名/発表者名
      Shibata K, Horiuchi N, Nozaki K, Nakamura M, Nagai A, Yamashita K.
    • 学会等名
      The 5th International Symposium on Advanced Materials Development Integration of Novel Structured Metallic and Inorganic Materials (AMDI-5)
    • 発表場所
      Tokyo (Japan)
    • 年月日
      2015-06-09 – 2015-06-09
    • 国際学会
  • [学会発表] Dielectric evaluation of chlorine substituted hydroxyapatite.2015

    • 著者名/発表者名
      Watanabe K, Horiuchi N, Nozaki K, Nakamura M, Nagai A, Yamashita K.
    • 学会等名
      The 5th International Symposium on Advanced Materials Development Integration of Novel Structured Metallic and Inorganic Materials (AMDI-5)
    • 発表場所
      Tokyo (Japan)
    • 年月日
      2015-06-09 – 2015-06-09
    • 国際学会
  • [学会発表] Polarization influences on cell dynamics via ERK signaling pathways.2015

    • 著者名/発表者名
      T. Masutani, N. Horiuchi, K. Nozaki, M. Nakamura, K. Yamashita, A. Nagai.
    • 学会等名
      The 6th International Symposium on Advanced Materials Development and Integration of Novel Structured Metallic and Inorganic Materials (AMDI-6)
    • 発表場所
      Tokyo (Japan)
    • 年月日
      2015-06-09 – 2015-06-09
    • 国際学会
  • [図書] バイオミネラリゼーションと石灰化―遺伝子から地球環境まで―2016

    • 著者名/発表者名
      中村美穂、山下仁大.
    • 総ページ数
      50
    • 出版者
      海洋出版株式会社
  • [図書] 表面・界面技術から見た日本の先端技術2016

    • 著者名/発表者名
      中村美穂、山下仁大.
    • 総ページ数
      796
    • 出版者
      エヌ・ティー・エス株式会社

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公開日: 2017-01-06  

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