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2016 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(国際共同研究強化)

研究課題

研究課題/領域番号 15KK0299
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) 2016 – 2018
キーワード間葉系幹細胞 / 破骨細胞 / 生体材料
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。
平成28年度は、有機無機コンポジット試料について、(1)試料作製およびキャラクタリゼーション、(2)破骨細胞前駆細胞試験、MSCと破骨細胞前駆細胞の共培養試験、(3)ヌードマウスへの埋入実験を行った。(1)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。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。X線回折、フーリエ変換赤外分光法、表面粗さ計、接触角計を用いて、有機無機コンポジット試料表面のキャラクタリゼーションを行った。その結果、組成変化は見られないが、無機物添加量増加に伴い表面粗さ値が増加すること、表面濡れ性は変化しないことが確認された。(2)ヒト骨髄由来Monocyte、ヒト末梢血由来Monocyteを用いて破骨細胞培養実験を行うと、無機物を含むコンポジット試料上で破骨細胞分化が見られた。CA、β-TCPを含むコンポジット試料上で破骨細胞分化の亢進が見られた。ヒトMSC、骨芽細胞、骨細胞をそれぞれ培養し、ヒト末梢血由来Monocyteを加えて共培養を行った。その結果、MSCが破骨細胞分化を誘導することが見出された。(3)ヌードマウスに埋入し、組織学的解析を行った。MSC担持コンポジット群では炎症性細胞の減少が見られた。

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

海外渡航先での動物実験倫理委員会、ヒト試料に関する倫理委員会申請手続きに時間を要したため

今後の研究の推進方策

本研究により、有機無機コンポジット材料の最適化が行われた。今後は、ヒト間葉系幹細胞と有機無機コンポジットをヌードマウスに長期間埋入試験を行い、生体反応、骨形成能評価を行う。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2017 2016

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 3件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 3件、 招待講演 2件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Hydroxyapatite as a nanomaterial for tissue engineering and drug therapy.2017

    • 著者名/発表者名
      Nakamura M, Tuukkanen J.
    • 雑誌名

      Curr Pharm Design,

      巻: 印刷中 ページ: 印刷中

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [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
  • [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
  • [雑誌論文] Osteoclasts and Remodeling Based Bone Formation.2016

    • 著者名/発表者名
      Kylmaoja E, Nakamura M, Tuukkanen J.
    • 雑誌名

      Curr Stem Cell Res Ther.

      巻: 11 ページ: 626-633

    • DOI

      10.2174/1574888X10666151019115724

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Banked bone intended for clinical use as an electrical energy resorvoir2017

    • 著者名/発表者名
      Nakamura M.
    • 学会等名
      Finnish bone bank meeting
    • 発表場所
      Turku, Finland
    • 年月日
      2017-05-05 – 2017-05-05
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 破骨細胞吸収特性に対するアパタイトの炭酸含有量の影響.2016

    • 著者名/発表者名
      中村美穂、平体留美、田熊孝子、Teuvo Hentunen, Jukka Salonen, Juha Tuukkanen、山下仁大.
    • 学会等名
      日本バイオマテリアル学会シンポジウム2016.
    • 発表場所
      Fukuoka, Japan
    • 年月日
      2016-11-22 – 2016-11-22
  • [学会発表] Osteocyte-mediated osteoclastogenesis stimulated by carbonate apatite.2016

    • 著者名/発表者名
      Nakamura M.
    • 学会等名
      28th Annual Meeting of the International Society for Ceramics in medicine (Bioceramics28)
    • 発表場所
      Charlotte, U.S.A.,
    • 年月日
      2016-10-20 – 2016-10-20
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Design of inorganic biomaterials with use of bone mineral measurements2016

    • 著者名/発表者名
      Nakamura M
    • 学会等名
      2nd Bone and Biomaterials Workshop
    • 発表場所
      Inari, Finland
    • 年月日
      2016-08-08 – 2016-08-08
    • 国際学会
  • [図書] 表面・界面技術ハンドブック“無機材料表面の分極処理による骨再生技術(第3編第8章第5節)”2016

    • 著者名/発表者名
      中村美穂, 山下仁大.
    • 総ページ数
      647-653
    • 出版者
      エヌ・ティー・エス

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公開日: 2018-01-16  

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