研究課題
本研究では、骨疾患に対する再生治療を目的として、新規スキャフォールドを用いた培養3Ｄ骨組織を構築する技術を報告した。骨再生治療には、骨を形成する骨芽細胞と、必要とされる立体形状の骨を骨芽細胞に作らせるためのスキャフォールド（足場材料）が必要である。我々は最近、ダイレクト・リプログラミングを樹立し、高機能な直接誘導骨芽細胞の供給を可能とした。一方でスキャフォールドは、自在に立体成型でき、骨芽細胞が接着して高品質な骨基質を産生させ、安全で生体適合性が高いものが必要であるが、そのような理想的なスキャフォールドは未だ開発されていない。そこで本研究では、ナノゲルテクトニクス技術を用いて新規多孔性架橋ハイブリッド・ナノゲルを開発し、直接誘導骨芽細胞と組み合わせて骨再生医療における有用性を検証した。cholesterol-bearing pullulan（CHP）を元にNanoCliP-FD matrixを作成し、fibronectinコーティングとRGDCペプチドの結合を行ったものをそれぞれ作成した。ヒト線維芽細胞から骨芽細胞への誘導途上の細胞を準備し、その懸濁液をfibronectin-coated NanoCliP-FD matrixに浸潤させると、得られたNanoCliP-FD gel内で多数の細胞が仮足を延ばし、孔壁に沿って接着した。骨芽細胞培地中で培養すると、細胞は増殖し、骨芽細胞特異的遺伝子群を強く発現し、石灰化骨基質の産生とハイドロキシアパタイト結晶の沈着をもたらした。この培養３D骨組織を、免疫不全マウスの大腿骨を削合した欠損部に移植したところ、著明な骨再生が認められた。本研究の結果、fibronectin-coated NanoCliP-FD gelが骨芽細胞の接着と増殖、骨組織形成を強く支持することが示されたため本技術は新しい効果的な骨再生治療を拓くものと期待される。
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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Scientific Reports
巻: 8 ページ: 15824
10.1038/s41598-018-33892-z
巻: 8 ページ: 8463
10.1038/s41598-018-26745-2
