バイオリアクターを用いた骨形成促進治療の研究ー臨床使用可能な器材の開発ー

2011 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 21390419
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 石黒 直樹 名古屋大学, 医学系研究科, 教授 (20212871)
• 研究分担者: 鬼頭 浩史 名古屋大学, 医学部附属病院, 講師 (40291174) ; 酒井 忠博 名古屋大学, 医学部附属病院, 病院講師 (60378198)
• キーワード: SOX9 / VEGF / ATDC5 / バイオリアクター

研究概要

分化・増殖の両立から十分な量の骨芽細胞とVEGF産生細胞を得る新たな培養法(バイオリアクター)の開発を目的に研究を行った。三次元培養の条件で細胞に機械的ストレスを加える装置の開発を行った。機械刺激が運動器細胞代謝に与える影響、特に細胞分化における機械的刺激の作用を調べた。ATDC5細胞あるいは骨髄間葉系細胞では、軟骨細胞、骨芽細胞に分化・増殖する過程での機械的刺激の付加条件により、軟骨細胞分化指標であるSOX9mRNA発現量、骨芽細胞分化指標であるRUNX 2mRNA発現量は共に変化することが確認された。過度な機械的刺激を加えると基質合成能が低下すると共に軟骨細胞分化から骨芽細胞への分化が遅延した。分化能遅延は運動負荷の軽減により回復した。基質産生能と細胞分化は平行しなかった。血管内皮細胞分化の検討は低酸素状態での静置培養系を確立する検討を進めたが、単なる低酸素状態と機械的刺激では達成が困難であった。低酸素条件でさらにズリ応力を加える装置を開発し、細胞源を変更することによりVEGF産生細胞の効率的分化の可能性を検討している。このズリ応力発生装置はGMP対応のバイオリアクターとして使用可能な状態である。従来血管内皮細胞をはじめとするVEGF産生細胞はズリ応力に反応することが知られている。この形質を利用する目的で、今回開発したズリ応力発生装置にて検討を開始したものである。組織幹細胞の採取源を工夫することにより高率にVEGF産生細胞を得るめどが立った。そこでこの細胞分化システムと前述のズリ応力発生装置を組み合わせてVEGF産生細胞のGMPレベルでの供給体制が構築できるものと期待している。.

研究成果

• [雑誌論文] Chondroblastoma of the femoral neck as a cause of hip synovitis (2012)
  • 著者名/発表者名: Kaneko H, Kitoh H, Wasa J, Nishida Y, Ishiguro N
  • 雑誌名: J Pediatr Orthop B 巻: 21(2) ページ: 179-82
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cartilage implantation for the bone and cartilage destruction in rheumatoid arthritis (2012)
  • 著者名/発表者名: Sakai T, Ishiguro N
  • 雑誌名: Clin Calcium 巻: 22(2) ページ: 245-9
  • 査読あり
• [雑誌論文] Anti-tumor necrosis factor therapy in rheumatoid arthritis patients with a history of deep prosthetic joint infection : a report of four cases (2011)
  • 著者名/発表者名: Hirano Y, Kojima T, Kanayama Y, Shioura T, Hayashi M, Tsuboi S, Ishiguro N
  • 雑誌名: Mod Rheumatol 巻: 21(5) ページ: 542-7
  • DOI: DOI:10.1007/s10165-011-0437-4
  • 査読あり
• [雑誌論文] Study protocol of a multicenter registry of patients with rheumatoid arthritis starting biologic therapy in Japan : Tsurumai Biologics Communication Registry (TBCR) Study (2011)
  • 著者名/発表者名: Kojima T, Kaneko A, Hirano Y, Ishikawa H, Miyake H, Oguchi T, Takagi H, Yabe Y, Kato T, Ito T, Terabe K, Fukaya N, Kanayama Y, Shioura T, Funahashi K, Hayashi M, Kato D, Matsubara H, Fujibayashi T, Kojima M, Ishiguro N
  • 雑誌名: Mod Rheumatol
  • DOI: DOI:10.1007/s10165-011-0518-4
  • 査読あり
• [雑誌論文] Early aggressive intervention with tocilizumab for rheumatoid arthritis increases remission rale defined using a Boolean approach in clinical practice (2011)
  • 著者名/発表者名: Kojima T, Kaneko A, Hirano Y, Ishikawa H, Miyake H, Takagi H, Yabe Y, Kato T, Terabe K, Fukaya N, Tsuchiya H, Shioura T, Funahashi K, Hayashi M, Kato D, Matsubara H, Ishiguro N
  • 雑誌名: Mod Rheumatol
  • DOI: DOI:10.1007/s10165-011-0528-2
  • 査読あり
• [雑誌論文] Inflammatory effect of advanced glycation end products on human meniseal cells from osteoarthritic knees (2011)
  • 著者名/発表者名: Hiraiwa H, Sakai T, Mitsuyama H, Hamada T, Yamamoto R, Omachi T, Ohno Y, Nakashima M, Ishiguro N
  • 雑誌名: Inflamm Res 巻: 60(11) ページ: 1039-48
  • DOI: DOI:10.1007/s00011-011-0365-y
  • 査読あり
• [雑誌論文] Geranylgeranylacetone suppresses hydrogen peroxide-induced apoptosis of osteoarthritic chondrocytes (2011)
  • 著者名/発表者名: Yoda M, Sakai T, Mitsuyama H, Hiraiwa H, Ishiguro N
  • 雑誌名: J Orthop Sci 巻: 16(6) ページ: 791-8
  • DOI: DOI:10.1007/s00776-011-0138-z
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spatial and temporal distribution of growth factors receptors in the call us : implications for improvement of distraction osteogenesis (2011)
  • 著者名/発表者名: Siwicka KA, Kitoh H, Kawasumi M, Ishiguro N
  • 雑誌名: Nagoya J Med Sci 巻: 73(3-4) ページ: 117-27
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hyperuricemia cosegregating with osteogenesis imperfecta is associated with a mutation in GPATCH8 (2011)
  • 著者名/発表者名: Kaneko H, Kitoh H, Matsuura T, Masuda A, Ito M, Mottes M, Rauch F, Ishiguro N, Ohno K
  • 雑誌名: Hum Genet 巻: 130(5) ページ: 671-83
  • DOI: DOI:10.1007/s00439-011-1006-9
  • 査読あり
• [雑誌論文] Early clinical and radiographic characteristics in fibrodysplasia ossificans progressiva : a report of two cases (2011)
  • 著者名/発表者名: Mishima K, Kitoh H, Katagiri T, Kaneko H, Ishiguro N
  • 雑誌名: J Bone Joint Surg Am 巻: 93(10) ページ: e52 1-5
  • DOI: doi:10.2106/JBJS.J.01443
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spondylometaphyseal dysplasia with cone-rod dystrophy (2011)
  • 著者名/発表者名: Kitoh H, Kaneko H, Kondo M, Yamamoto T, Ishiguro N, Nishimura G
  • 雑誌名: Am J Med Genet A 巻: 155A(4) ページ: 845-9
  • DOI: doi:10.1002/ajmg.a.33898
  • 査読あり
• [雑誌論文] Factors related to surgical outcome after posterior decompression and fusion for craniocervical junction lesions associated with osteogenesis imperfecta (2011)
  • 著者名/発表者名: Imagama S, Wakao N, Kitoh H, Matsuyama Y, Ishiguro N
  • 雑誌名: Eur Spine J 巻: 20 Suppl 2 ページ: 320-5
  • DOI: DOI:10.1007/s00586-011-1734-5
  • 査読あり
• [学会発表] 人OA細胞におけるMicroRNA-125bによるAggrecanase-1(ADAMTS4)の発現制御 (2012)
  • 著者名/発表者名: 松川哲也、酒井忠博、平岩秀樹、濱田恭、大間知孝顕、中島基成,石塚真哉、小田智之、高松晃、山下暁士、石黒直樹
  • 学会等名: 第25回日本軟骨代謝学会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 20120309-20120310
• [学会発表] 変形性関節症(OA)半月板細胞におけるHypoxia-inducible facyor-2α(HIF-2α)の発現増加 (2012)
  • 著者名/発表者名: 石塚真哉、酒井忠博、平岩秀樹、濱田恭、大間知孝顕、中島基成、松川哲也,小田智之, 高松晃、山下暁士、石黒直樹
  • 学会等名: 第25回日本軟骨代謝学会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 20120309-20120310
• [学会発表] microRNA-23b、27bはOAの軟骨細胞においてhypoxia-inducible factor-2α(HIF2-α)及び軟骨内骨化関連遺伝子の発現を制御する (2012)
  • 著者名/発表者名: 石塚真哉、酒井忠博、平岩秀樹、濱田恭、大間知孝顕、中島基成、松川哲也、小田智之,高松晃、山下暁士、石黒直樹
  • 学会等名: 第25回日本軟骨代謝学会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 20120309-20120310
• [学会発表] 変形性関節症の発生機序におけるS100A12タンパクの影響 (2012)
  • 著者名/発表者名: 中島基成、酒井忠博、平岩秀樹、濱田恭、大間知孝顕、石塚真哉、松川哲也、小田智之、高松晃、山下暁士、石黒直樹
  • 学会等名: 第25回日本軟骨代謝学会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 20120309-20120310
• [学会発表] Ectopic Ossification in the Regenerated Tissue at the Tendon Defect Site (2012)
  • 著者名/発表者名: Omachi, T; Sakai, T; Hiraiwa, H; Hamada, T; Ohno, Y; Nakashima, M; Ishizuka, S; Matsukawa, T; Oda, T; Takamatsu, A; Yamashita, S; Ishiguro, N
  • 学会等名: 2012 Annual Meeting of Orthopaedic Research Society
  • 発表場所: サンフランシスコ
  • 年月日: 20120204-20120207
• [学会発表] Increased expression of Hypoxia-inducible factor-2α in Osteoarthritic meniscus cells (2012)
  • 著者名/発表者名: Ishizuka, S; Sakai, T; Hiraiwa, H; Hamada, T; Ohmachi, T; Nakashima, M; Ohno, Y; Matsukawa, T; Oda T; Takamatsu A; Yamashita S; Ishiguro, N
  • 学会等名: 2012 Annual Meeting of Orthopaedic Research Society
  • 発表場所: サンフランシスコ
  • 年月日: 20120204-20120207
• [学会発表] The effects of S100A12 in the pathogenesis of osteoarthritis (2012)
  • 著者名/発表者名: Nakashima, M, Sakai, T, Hiraiwa, H, Hamada, T, Omachi, T, Ohno, Y, Ishizuka, S, Matsukawa, T, Oda, T, Takamatsu, A, Yamashita S, Ishiguro, N
  • 学会等名: 2012 Annual Meeting of Orthopaedic Research Society
  • 発表場所: サンフランシスコ
  • 年月日: 20120204-20120207
• [学会発表] 十字靭帯再建用ガイドシステムBullseye(r)を用いた解剖学的二重束前十字靭帯再建術の小経験 (2012)
  • 著者名/発表者名: 平岩秀樹、酒井忠博、濱田恭、大間知孝顕、中島基成、石塚真哉、松川哲也、小田智之、高松晃、山下暁士、石黒直樹
  • 学会等名: 第18回東海関節鏡研究会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2012-01-21
• [学会発表] 外反ストレステスト陽性を呈した肘関節後内側インピンジメント症候群 (2012)
  • 著者名/発表者名: 高松晃、酒井忠博、平岩秀樹、濱田恭、大間知孝顕、中島基成、松川哲也、石塚真哉、小田智之、、山下暁士、石黒直樹
  • 学会等名: 第18回東海関節鏡研究会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2012-01-21
• [学会発表] 滑膜骨軟骨腫症による変形性肩関節症の1例 (2012)
  • 著者名/発表者名: 大間知孝顕、酒井忠博、平岩秀樹、濱田恭、中島基成、石塚真哉、松川哲也、小田智之、高松晃、山下暁士、石黒直樹
  • 学会等名: 第18回東海関節鏡研究会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2012-01-21
• [学会発表] 当院における解剖学的後十字靭帯二重束再建術について (2012)
  • 著者名/発表者名: 濱田恭、酒井忠博、平岩秀樹、大間知孝顕、中島基成、松川哲也、石塚真哉、小田智之、高松晃、山下暁士、石黒直樹
  • 学会等名: 第18回東海関節鏡研究会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2012-01-21
• [学会発表] 生物学的製剤の種類と外科治療のリスク (2011)
  • 著者名/発表者名: 石黒直樹,小嶋俊久
  • 学会等名: 第55回日本リウマチ学会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 20110717-20
• [学会発表] 膝蓋骨不安定症患者と正常人のTT-TG値の比較検討 (2011)
  • 著者名/発表者名: 平岩秀樹、塚原隆司、酒井忠博、濱田恭、大間知孝顕、山本隆一郎、大野洋平、中島基成、石塚真哉、松川哲也、石黒直樹
  • 学会等名: 第3回日本関節鏡・膝・スポーツ整形外科学会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 20110615-20110618
• [学会発表] CTを用いたACL損傷膝における伸展および回旋アライメントの評価 (2011)
  • 著者名/発表者名: 平岩秀樹、塚原隆司、酒井忠博、濱田恭、大間知孝顕、山本隆一郎、大野洋平、中島基成、石塚真哉、松川哲也、石黒直樹
  • 学会等名: 第3回日本関節鏡・膝・スポーツ整形外科学会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 20110615-20110618
• [学会発表] 異常可動性外側半月板の鏡視下縫合術後に外側半月板の断裂を起こした1例 (2011)
  • 著者名/発表者名: 濱田恭、塚原隆司、河合亮輔、酒井忠博、平岩秀樹、山本隆一郎、大間知孝顕、中島基成、大野洋平、石塚真哉、松川哲也、石黒直樹
  • 学会等名: 第3回日本関節鏡・膝・スポーツ整形外科学会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 20110615-20110618
• [学会発表] ポータブルX線透視装置を用いたACL再建術前後の膝伸展位矢状面アライメント評価 (2011)
  • 著者名/発表者名: 大野洋平、塚原隆司、酒井忠博、平岩秀樹、河合亮輔、濱田恭、山本隆一郎、大間知孝顕、中島基成、石黒直樹
  • 学会等名: 第3回日本関節鏡・膝・スポーツ整形外科学会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 20110615-20110618
• [学会発表] MPFL再建+脛骨粗面移行術後の膝蓋骨高位に関するX線学的検討 (2011)
  • 著者名/発表者名: 松川哲也、平岩秀樹、酒井忠博、濱田恭、山本隆一郎、大間知孝顕、大野洋平、中島基成、石塚真哉、石黒直樹
  • 学会等名: 第3回日本関節鏡・膝・スポーツ整形外科学会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 20110615-20110618
• [学会発表] 関節リウマチ患者における血中II型コラーゲン分解産物の軟骨破壊マーカーとしての意義 (2011)
  • 著者名/発表者名: 小嶋俊久、林真利、舟橋康治、加藤大三、松原浩之、石黒直樹、J.S.Mort、A.R.Poole
  • 学会等名: 第26回日本整形外科学会基礎学術集会
  • 発表場所: 前橋
  • 年月日: 2011-10-21
• [産業財産権] 骨形成促進剤及びその用途 (2011)
  • 発明者名: 大野欽司, 石黒直樹, 鬼頭浩史, 他
  • 権利者名: 国立大学法人名古屋大学
  • 産業財産権番号: 2011-185306(JP)
  • 出願年月日: 2011-08-26