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2018 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, 非常勤講師 (40401385)

研究期間 (年度) 2016 – 2019
キーワード生体材料 / 間葉系幹細胞 / 破骨細胞 / 有機無機コンポジット
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30年度は、再現性実験および研究成果発表を中心に行った。有機無機コンポジット試料の(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)ヌードマウス埋入試験を実施し、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)

2: おおむね順調に進展している

理由

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

来年度は最終年度であることから、研究成果のまとめと発表を中心に行う予定である。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2019 2018

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 3件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 6件、 招待講演 3件)

  • [雑誌論文] Osteoclasts secrete osteopontin into resorption lacunae during bone resorption2019

    • 著者名/発表者名
      Luukkonen Jani、Hilli Meeri、Nakamura Miho、Ritamo Ilja、Valmu Leena、Kauppinen Ky?sti、Tuukkanen Juha、Lehenkari Petri
    • 雑誌名

      Histochemistry and Cell Biology

      巻: 印刷中 ページ: 印刷中

    • DOI

      10.1007/s00418-019-01770-y

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Peripheral blood monocytes show increased osteoclast differentiation potential compared to bone marrow monocytes2018

    • 著者名/発表者名
      Kylmaoja Elina、Nakamura Miho、Turunen Sanna、Patlaka Christina、Andersson G?ran、Lehenkari Petri、Tuukkanen Juha
    • 雑誌名

      Heliyon

      巻: 4 ページ: e00780~e00780

    • DOI

      10.1016/j.heliyon.2018.e00780

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Gap junctional communication is involved in differentiation of osteoclasts from bone marrow and peripheral blood monocytes2018

    • 著者名/発表者名
      Kylmaoja Elina、Nakamura Miho、Kokkonen-Puuper Hanna、Ronkainen Veli-Pekka、Lehenkari Petri、Tuukkanen Juha
    • 雑誌名

      Heliyon

      巻: 4 ページ: e00621~e00621

    • DOI

      10.1016/j.heliyon.2018.e00621

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Artificial bones for tissue regeneration- Multidisciplinary collaborations between Finland and Japan.2019

    • 著者名/発表者名
      Miho Nakamura.
    • 学会等名
      All Alumni Meeting- the 100-year anniversary of diplomatic relations between Finland and Japan
    • 国際学会
  • [学会発表] Understanding of cell-bioceramic interactions in terms of materials science.2018

    • 著者名/発表者名
      Nakamura M.
    • 学会等名
      30th Symposium and Annual Meeting of the International Society for Ceramics in medicine (Bioceramics30)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Hydroxyapatite with high carbonate substitutions promotes osteoclast resorption.2018

    • 著者名/発表者名
      Nakamura M
    • 学会等名
      . GC Symposium on "Bone regeneration and biomaterials with an emphasis of periodontal and peri-implant bone defects"
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Banked bone intended for clinical use contains stored piezoelectrical energy.2018

    • 著者名/発表者名
      Miho Nakamura, Kimihiro Yamashita, Petri Lehenkari.
    • 学会等名
      Finland-Japan Workshop: The next generation medical engineering in biomaterials.
    • 国際学会
  • [学会発表] Activation of cell function by piezoelectricity of collagen fibrils and nano crystals in bone matrix.2018

    • 著者名/発表者名
      Miho Nakamura, Petri Lehenkari, Kimihiro Yamashita.
    • 学会等名
      Frontier 2018 Symposium
    • 国際学会
  • [学会発表] Surface free energy predominates in cell adhesion to ceramic biomaterials.2018

    • 著者名/発表者名
      Miho Nakamura, Hiroshi Ando, Saki Namba, Takeshi Toyama, Nobuyuki Nishimiya, Petri Lehenkari, Juha Tuukkanen, Kimihiro Yamashita.
    • 学会等名
      29th European Conference on Biomaterials
    • 国際学会
  • [学会発表] アパタイトミネラルに蓄積された電気的エネルギ-による細胞機能制御.2018

    • 著者名/発表者名
      中村美穂、堀内尚紘、山下仁大.
    • 学会等名
      学際・国際的高度人材養成ライフイノベ-ションマテリアル創製共同研究プロジェクト(6大学連携プロジェクト)公開討論会
  • [学会発表] 骨再生医療材料の表面科学と細胞制御.2018

    • 著者名/発表者名
      中村美穂.
    • 学会等名
      日本再生医療学会.
    • 招待講演

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公開日: 2019-12-27  

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