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研究代表者はこれまでに、間葉系幹細胞(MSCs)と細胞自身が産生する細胞外基質(ECM)からなる直径1mmほどの3次元的細胞集塊Clumps of MSCs/ECM complexesを独自に樹立し、それを用いた組織再生療法開発を進めてきた。
C-MSCsは培養条件によって細胞機能やECMの組成を調整できるという特徴がある。そこで本研究では、C-MSCsに軟骨分化誘導を施すことで、軟骨内骨化の様式で効果的な骨再生効果を発揮できる移植体の作製を目指した。その結果、血清不含・異種動物タンパク質不含のゼノフリー条件で、軟骨様C-MSCsの作製に成功した。重要なことに、そのヒト軟骨様C-MSCsをSCIDマウス頭蓋冠欠損モデルに移植したところ、移植早期に軟骨基質が代謝され、宿主の細胞と移植されたヒト細胞が連動して骨形成を生じることが示された。これらの成果をまとめて、論文発表に至った。
一方、他家細胞から作製したC-MSCsを骨再生細胞製剤として供給するための体制作りにも取り組んだ。以前に、IFNg前処理されたC-MSCs(C-MSCs-g)が高い免疫制御能を発揮すること、および、C-MSCsは凍結保存後もその3次元的構造と組織再生能を失わないことを研究代表者は見出していた。そこで、これらの知見を組み合わせヒトC-MSCs-gを凍結保存し、その細胞性質及びラット頭蓋冠欠損モデルに対する異種移植を行った。凍結保存を経たヒトC-MSCs-gは、凍結保存前と同レベルの免疫制御酵素IDOmRNA発現レベルを維持していた。さらに、凍結保存を経たヒトC-MSCs-gのラット頭蓋冠欠損への異種移植が、ラットT細胞の移植拒絶を抑え、骨再生を達成できることを見出した。これらの成果も論文発表した。
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