2021 年度実施状況報告書

血管新生作用を有する顎骨壊死治療用移植材料の開発

研究課題

研究課題/領域番号	21K10094
研究機関	広島大学
研究代表者	中川貴之広島大学, 病院(歯), 助教 (30456230)
研究分担者	武知正晃独立行政法人国立病院機構(呉医療センター臨床研究部), その他部局等, 医師 (00304535) 太田耕司広島大学, 医系科学研究科(歯), 教授 (20335681)
研究期間 (年度)	2021-04-01 – 2024-03-31
キーワード	薬剤関連顎骨壊死
研究実績の概要	本研究では連通多孔体ハイドロキシアパタイト(以下IP-CHA)上で十分量の血管内皮細胞をiPS細胞より分化誘導させ、顎骨壊死の病変部へ移植することで、血管新生作用を介した顎骨壊死の予防・治療法を確立することを目的としている。令和3年度はIP-CHAディスク上でのヒトおよびラットiPS細胞の血管内皮細胞への分化誘導実験を計画した。しかしながら現在、JCRBおよび理研の細胞バンクではラットiPS細胞は分譲されていない。このため細胞バンクより分譲されているヒトiPS細胞を用いて実験を行う方針とした。iPS細胞はフィーダー細胞であるMEFの培地とbFGF存在下で維持を行い、Activin,BMP4で中胚葉へ分化誘導を行い、VEGFで内皮細胞へ分化誘導を行った。しかしながらCD31陽性細胞数はほとんど認められず、培養条件の再検討が必要であることが明らかとなった。また、HAは培養液中のイオンやタンパク質を吸着することで細胞の増殖に影響を与えるため、IP-CHA存在下での細胞培養条件を検討するため、マウスMC3T3細胞を用いて培養条件の検討を行った。すでに数多く報告されているMC3T3細胞の骨芽細胞への分化条件に従ってIP-CHAディスク上で培養を行ったところ、骨芽細胞への分化誘導は阻害された。
現在までの達成度 (区分)	現在までの達成度 (区分) 3: やや遅れている理由ヒトiPS細胞を用いた血管内皮細胞への分化誘導実験では、過去の報告に照らして種々の条件で検討を行ったが、移植に十分と考えられるCD31陽性細胞への誘導は確認できなかった。問題点としては分化誘導に用いるための元のiPS細胞数が不足していることが考えられる。またフィーダー細胞による維持の方法にも問題があった可能性がある。現在実験条件の再検討を行っているが、iPS細胞やフィーダー細胞によって培養条件や分化誘導条件が異なるため、条件検討に時間を要している。またIP-CHAディスク上でのMC3T3細胞培養では、骨芽細胞への分化誘導される条件で培養を行ってもALP活性の上昇やアリザリン染色での石灰化がみられなかった。このため、IP-CHAディスクは培養前に十分量の培地に浸漬させ、馴化させる必要があることが示唆された。
今後の研究の推進方策	現在、細胞バンクより分譲されているiPS細胞から高純度の内皮細胞を獲得するための培養条件を検討するには時間的、金銭的な制約が大きい。このため、現在商業的に提供されている、ヒトiPS細胞の内皮細胞分化誘導キットも用いて研究を推進する方針である。また、IP-CHAの培地への馴化に関しては、引き続きMC3T3細胞を用いて、培地への浸漬時間やIP-CHAの単位体積当たりの培地量を検討し、速やかな培養条件の決定を図りたいと考えている。
次年度使用額が生じた理由	次年度使用額が発生した理由としては、なるべくコストを下げるため、あらかじめ使用が見込まれる消耗品はまとめて購入している。このため、各物品当たりの費用は大きく、少額の次年度使用額が生じたものと考えられる。次年度使用額はすでに本年度の細胞培地購入費の一部として充当され、適切に使用された。