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2013 年度 実績報告書

多能性幹細胞由来スキャフォールドフリー三次元人工組織による骨軟骨再生

研究課題

研究課題/領域番号 22390291
研究機関大阪大学

研究代表者

中村 憲正  大阪大学, 臨床医工学融合研究教育センター, 招へい教授 (50273719)

研究分担者 名井 陽  大阪大学, 医学部附属病院, 准教授 (10263261)
藤江 裕道  首都大学東京, システムデザイン学部, 教授 (20199300)
星 和人  東京大学, 医学部附属病院, 准教授 (30344451)
寺村 岳士  近畿大学, 医学部附属病院, 講師 (40460901)
福田 寛二  近畿大学, 医学部, 教授 (50201744)
吉川 秀樹  大阪大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (60191558)
研究期間 (年度) 2010-04-01 – 2014-03-31
キーワードES cell / iPS cell / Stem cell / 軟骨再生 / scaffold / 軟骨分化 / 骨分化
研究概要

前年度までに確立した技術である、ウサギ胚性幹細胞(rabbit ESC)より分化させた間葉系幹細胞(MSC)で3次元人工組織(Tissue Engineered Construct, TEC)を作製する技術を用いて、本年度はiPS細胞由来MSCからのTEC(iPS-TEC)の作製技術の開発した。
iPS細胞由来MSCの至適培養条件を検討したところ、酸素濃度20%ではより未分化な細胞が増殖し、紡錘形の細胞が占める割合が減少した。酸素濃度を5%、1%で維持培養を行ったところ、1%群で紡錘形細胞の維持が最もよく、増殖に関しても20%と比較し劣ることはなかった。iPS細胞由来MSCを高密度培養し、コラーゲンの重合を促進する目的でアスコルビン酸‐2リン酸を含んだ増殖培地で培養すると高密度培養後3日でハンドリング可能なシート状組織が作成され、滑膜間葉系幹細胞由来MSC-TECと比較し、短期間でTECを形成した。
ウサギ胚性幹細胞由来細胞(ES)から樹立した間葉系幹細胞(ES_MSC)の細胞ステータスを調べるために、ウサギ滑膜組織由来間葉系幹細胞(Syn_MSC)を対照としてトランスクリプトーム解析を行った。また軟骨分化誘導条件下で培養したそれぞれの細胞についても同様の解析を行った。
①主成分分析の結果から、ES、ES_MSCおよびSyn_MSCはそれぞれが異なる発現遺伝子の特徴を持つこと、 またこの差異は軟骨分化状態ではしたES-MSCとSyn_MSCの間ではほとんど無いることが示された。
②PMDAが生物製剤の安全性指針として挙げている癌関連遺伝子群に発現を比較したところ、多くの癌関連遺伝子未分化MSC状態では発現比(ES_MSC/Syn_MSC)が大きく異なっていたが、分化誘導後ではその比がほぼ1に収束していた。

現在までの達成度 (区分)
理由

25年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

25年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (21件)

すべて 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 8件) 学会発表 (12件) (うち招待講演 8件) 産業財産権 (1件) (うち外国 1件)

  • [雑誌論文] Osteochondral Repair Using a Scaffold-Free Tissue-Engineered Construct Derived from Synovial Mesenchymal Stem Cells and a Hydroxyapatite-Based Artificial Bone2014

    • 著者名/発表者名
      下村和範、中村憲正
    • 雑誌名

      Tissue Engineering Part A

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1089/ten.tea.2013.0414.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Osteochondral Tissue Engineering with Biphasic Scaffold: Current Strategies and Techniques2014

    • 著者名/発表者名
      下村和範、中村憲正
    • 雑誌名

      Tissue Engineering Part B

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1089/ten.teb.2013.0543.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Frictional properties of articular cartilage-like tissues repaired with a mesenchymal stem cell-based tissue engineered construct2013

    • 著者名/発表者名
      Nakamura N
    • 雑誌名

      Conf Proc IEEE Eng Med Biol Soc

      巻: 2013 ページ: 401-4

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Cartilage repair in Asia: selected reports on research and clinical trials.2013

    • 著者名/発表者名
      Hui JH、中村憲正
    • 雑誌名

      Arthroscopy

      巻: 29(12) ページ: 1991

    • DOI

      10.1016/j.arthro.2013.06.008.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Asian Cartilage Society. Cartilage repair: 2013 asian update.2013

    • 著者名/発表者名
      Hui JH、中村憲正
    • 雑誌名

      Arthroscopy

      巻: 29(12) ページ: 1992-2000

    • DOI

      10.1016/j.arthro.2013.06.009.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Platelet-rich plasma added to the patellar tendon harvest site during anterior cruciate ligament reconstruction enhanced healing2013

    • 著者名/発表者名
      中村憲正
    • 雑誌名

      The Journal of Bone & Joint Surgery

      巻: 95(10) ページ: 942-942

    • DOI

      10.2106/JBJS.9510.ebo450

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 培養表面のマイクロ周期構造が間葉系幹細胞自己生成組織の力学特性におよぼす影響2013

    • 著者名/発表者名
      大家渓、中村憲正
    • 雑誌名

      材料の科学と工学

      巻: 20(1) ページ: 34-39

    • 査読あり
  • [雑誌論文] アスリートの関節軟骨損傷、その病態と治療のoverveiw2013

    • 著者名/発表者名
      杉田憲彦、中村憲正
    • 雑誌名

      臨床スポーツ医学

      巻: 30(4) ページ: 303-308

    • 査読あり
  • [学会発表] Effect of preservation condition of human synovial MSC derived tissue engineer construct (TEC) on its chondrogenic differentiation2013

    • 著者名/発表者名
      阪上守人、中村憲正
    • 学会等名
      International Cartilage Repair Society
    • 発表場所
      イズミル(トルコ)
    • 年月日
      20130916-20130917
  • [学会発表] Biological resurfacing of osteochondral lesions using a novel biphasic implant made of scaffold-free tissue engineered construct derived from synovial mesenchymal stem cells and hydroxyapatite-based artificial bone. –A potential future option-2013

    • 著者名/発表者名
      中村憲正
    • 学会等名
      9th Biennial Congress of ISAKOS
    • 発表場所
      トロント(カナダ)
    • 年月日
      20130512-20130516
    • 招待講演
  • [学会発表] A scaffold-free tissue-engineered construct(TEC) derived from rabbit embryonic stem cells in osteochondral repair

    • 著者名/発表者名
      森口悠、中村憲正
    • 学会等名
      International Cartilage Repair Society
    • 発表場所
      イズミル(トルコ)
  • [学会発表] Comparison of hydroxyapatite and beta-tricalcium phosphate-based biphasic implant for osteochondral repair

    • 著者名/発表者名
      下村和範、中村憲正
    • 学会等名
      International Cartilage Repair Society
    • 発表場所
      イズミル(トルコ)
  • [学会発表] Abnormalities in the superficial zone of repair cartilage using a tissue engineered construct (TEC) derived from mesenchymal stem cells

    • 著者名/発表者名
      安藤渉
    • 学会等名
      International Cartilage Repair Society
    • 発表場所
      イズミル(トルコ)
  • [学会発表] ウサギ胚性幹細胞由来間葉系幹細胞由来スキャフォールドフリー三次元人工組織による軟骨再生

    • 著者名/発表者名
      中村憲正
    • 学会等名
      第28回 日本整形外科学会基礎学術集会 シンポジウム
    • 発表場所
      千葉
    • 招待講演
  • [学会発表] スキャフォールドフリー間葉系幹細胞由来人工組織による軟骨再生

    • 著者名/発表者名
      中村憲正
    • 学会等名
      第86回 日本整形外科学会学術集会  教育研修講演
    • 発表場所
      広島
    • 招待講演
  • [学会発表] Stem cell therapy in Cartilage repair

    • 著者名/発表者名
      中村憲正
    • 学会等名
      International Society of Cartilage Repair in Ankle 2013 Asian meeting
    • 発表場所
      東京
    • 招待講演
  • [学会発表] Evolution and Implementation of Clinical Cartilage Tissue Engineering Strategies

    • 著者名/発表者名
      中村憲正
    • 学会等名
      11th International Cartilage Repair Society 2013, Izmir,
    • 発表場所
      イズミル(トルコ)
    • 招待講演
  • [学会発表] Stem cell-based therapy in Cartilage Repair

    • 著者名/発表者名
      中村憲正
    • 学会等名
      World Summit of Regenerative Medicine
    • 発表場所
      西安(中国)
    • 招待講演
  • [学会発表] Synovial mesenchymal stem cell-based cartilage repair -In vitro characterization of Tissue Engineered Construct (TEC)-

    • 著者名/発表者名
      中村憲正
    • 学会等名
      2nd Combined Congress of Asian Cartilage Repair Society and Indian Cartilage Society
    • 発表場所
      チェンナイ(インド)
    • 招待講演
  • [学会発表] Scaffold-free Tissue Engineered Construct (TEC) derived from synovial mesenchymal stem cells to repair and regenerate cartilage

    • 著者名/発表者名
      中村憲正
    • 学会等名
      ICRS Focus meeting on Stem Cells and Scaffolds
    • 発表場所
      ボローニャ(イタリア)
    • 招待講演
  • [産業財産権] 多能性幹細胞由来細胞による3次元人工組織の作成とそれを用いた2014

    • 発明者名
      吉川秀樹、中村憲正、下村和範、森口悠、千々松良太、安井行彦
    • 権利者名
      吉川秀樹、中村憲正、下村和範、森口悠、千々松良太、安井行彦
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      PCT/JP2014/000372
    • 出願年月日
      2014-01-24
    • 外国

URL: 

公開日: 2015-05-28  

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