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2017 年度 実施状況報告書

高齢者脊椎固定術において確実な骨癒合を実現する機能性間葉系幹細胞シートの創生

研究課題

研究課題/領域番号 17K10982
研究機関北里大学

研究代表者

井上 玄  北里大学, 医学部, 准教授 (80594209)

研究分担者 内田 健太郎  北里大学, 医学部, 講師 (50547578)
馬渕 洋  東京医科歯科大学, 大学院保健衛生学研究科, 助教 (50424172)
宮城 正行  北里大学, 医学部, 講師 (90627556)
松下 治  岡山大学, 医歯薬学総合研究科, 教授 (00209537)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
キーワード細胞シート / 後側方固定術
研究実績の概要

超高齢社会を迎えた我が国において、高齢者の脊椎固定術が増加している。高齢者は若年者に比べ骨癒合が遷延することから高齢者の骨癒合促進は極めて重要である。間葉系幹細胞分離技術と細胞積層技術、成長因子アンカーリング技術を用いて機能性間葉系幹細胞シートを作製した。マウス後側方固定術(PLF)モデルに移植し、骨癒合促進能を検討した。ヒト間葉系幹細胞を分離後、3継代行った細胞を実験に用いた。フローサイトメトリーを用いて3継代行った細胞の表現型を解析した。その結果、98%以上はCD45-CD90+陽性であった。コラーゲン膜に200万個のヒト骨髄間葉系細胞を播種し積層を行った。単層培養を行ったものをコントロールとして用いた。積層細胞から産生される栄養因子を検討するためにBMP2, BFGF, TGFB , VEGF mRNAの発現をリアルタイムPCRを用いて検討した。2日間培養後、ヒト骨髄間葉系幹細胞の積層が認められた。また、積層細胞では単層培養細胞に比べ有意にBMP2,TGFB,VEGFの発現が高かった。特にBMP2の発現は単層細胞に比べ60倍高かった。次に、積層細胞シートとbFGFを4℃で30分間反応させ積層細胞シートへのbFGF吸着を行った。積層細胞シート単体およびbFGF吸着積層細胞シートをマウスPLFモデルに移植した。積層細胞シート単体およびbFGF吸着積層細胞シートはいずれも骨形成を促進したがbFGFを吸着した積層細胞シートは高い骨形成促進作用を有していた。しかし、骨癒合促進は十分ではなかった。

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

ヒト骨髄間葉系細胞積層シートの作製に成功し、後側方固定術における骨形成促進作用を明らかにした。

今後の研究の推進方策

骨癒合促進を加速するために骨形成タンパクBMP-2との併用や積層細胞数の増加などを検討する予定である。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2017

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (2件)

  • [雑誌論文] Total en bloc spondylectomy of the eleventh thoracic vertebra following denosumab therapy for the treatment of a giant cell tumor.2017

    • 著者名/発表者名
      Inoue G, Imura T, Miyagi M, Saito W, Tazawa R, Nakazawa T, Takaso M.
    • 雑誌名

      Oncol Lett

      巻: 14 ページ: 4005-4010

    • DOI

      10.3892/ol.2017.6655

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Basic Fibroblast Growth Factor-Anchored Multilayered Mesenchymal Cell Sheets Accelerate Periosteal Bone Formation2017

    • 著者名/発表者名
      Uchida K, Inoue G, Matsushita O, Horikawa K, Sekiguchi H, Saito W, Takano S, Fujimaki H, Miyagi M, Takaso M.
    • 雑誌名

      Biomed Res Int

      巻: 4371460 ページ: -

    • DOI

      10.1155/2017/4371460

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Effect of Freeze-Dried Allograft Bone With Human Basic Fibroblast Growth Factor Containing a Collagen-Binding Domain From Clostridium histolyticum Collagenase on Bone Formation After Lumbar Posterolateral Fusion Surgery in Rats.2017

    • 著者名/発表者名
      Inoue G, Uchida K, Matsushita O, Fujimaki H, Saito W, Miyagi M, Sekiguchi H, Nishi N, Ohtori S, Yogoro M, Takaso M.
    • 雑誌名

      Spine (Phila Pa 1976)

      巻: 42 ページ: 995-1001

    • DOI

      10.1097/BRS.0000000000002074

    • 査読あり
  • [学会発表] 難治性骨折に対する新規コラーゲン結合型塩基性線維芽細胞増殖因子/人工コラーゲン複合体の有用性の検討2017

    • 著者名/発表者名
      関口裕之、内田健太郎、井上玄、宮城正行、相川淳、高野昇太郎、名倉直重、中脇充章、庄司真太郎、大貫裕子、高相昌士
    • 学会等名
      第32回日本整形外科学会基礎学術集会
  • [学会発表] コラーゲン結合型塩基性線維芽細胞増殖因子を用いた末梢神経再生の試み2017

    • 著者名/発表者名
      藤巻寿子、井上玄、内田健太郎、根本典子、宮城正行、大鳥精司、高相昌士
    • 学会等名
      第32回日本整形外科学会基礎学術集会

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公開日: 2018-12-17  

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