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2012 年度 実績報告書

ナノDDSと微小人工骨を用いた骨再生用ハイブリッド型骨移植片に関する基礎的検討

研究課題

研究課題/領域番号 23390459
研究機関東京大学

研究代表者

森 良之  東京大学, 医学部附属病院, 准教授 (70251296)

研究分担者 鄭 雄一  東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (30345053)
西條 英人  東京大学, 医学部附属病院, 講師 (80372390)
矢野 文子  東京大学, 医学(系)研究科(研究院), 特任助教 (80529040)
研究期間 (年度) 2011-04-01 – 2014-03-31
キーワードナノDDS / 骨再生 / 骨移植片
研究概要

本研究の目的は、バイオセンサーを用いて同定した骨形成性生理活性物質と、ナノDDSにより骨分化誘導した細胞を自己組織型微小人工骨に搭載させることで、骨再生用ハイブリッド型骨移植片を開発することである。
1. ナノDDSによるMSC骨分化誘導法、iPS細胞の樹立と骨分化誘導法の検討:ナノDDSを用いたmRNAデリバリーによる骨分化誘導法を目指して、申請者らが以前同定した遺伝子の組合せである恒常活性型ALK6と転写因子Runx2を培養細胞に導入し、その効果を検証した。その結果、上記二つの遺伝子のmRNAを導入することにより骨分化を誘導できることを確認した。さらに、ナノDDSによるiPS細胞の樹立に先立って、レトロウィルスを用いてリプログラミング遺伝子を骨・軟骨分化に応じてGFPの蛍光を発するトランスジェニックマウスより採取した線維芽細胞に導入することでiPS細胞の樹立を試みた。取得クローンの性状解析が終了し、多能性幹細胞としての形質を有していることが確認できた。
2. 自己組織型微小人工骨の開発:正四面体形状をもつテトラポッド型リン酸カルシウム微小人工骨を開発した。本人工骨は良好な骨伝導能を有し、いかなる形状の骨欠損部にも緊密に充填できることを動物実験により確認した。さらに、各人工骨間に形成される比較的一定のサイズの連通孔が、細胞や血管の侵入を容易にしていることが示唆された。
3. 自己組織型微小人工骨とMSC由来骨芽細胞・iPS細胞によるハイブリッド型骨移植片の作製:骨形成性低分子化合物SAGを搭載した自己組織型微小人工骨から、化合物が一定期間徐放し、周囲の細胞の骨芽細胞への分化を誘導できることを確認した。さらに、MSC由来骨芽細胞を自己組織型微小人工骨に搭載すると、骨形成性細胞としての形質を保って細胞が生着することをアルカリフォスファターゼ染色で確認した。

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

ナノDDSを用いたmRNAデリバリーによる骨分化に成功し、自己組織型微小人工骨の開発と基礎検討が終了した。さらに、自己組織型微小人工骨へ生理活性物質と細胞を搭載するための基礎データの取得も順調に進んでいる。mRNAデリバリーによるiPSの作製には時間を要しているものの、ポジティブコントロール株が確立されたことから、25年度も引き続き検討を続ける。以上のように、25年度の動物実験へ向けた基礎的知見が集積されていることから、進捗はおおむね順調であると考えられる。

今後の研究の推進方策

24年度までに、本研究が目指す骨再生用ハイブリッド型骨移植片の構成要素である「自己組織型微小人工骨・生理活性物質・ナノDDSにより骨分化誘導した細胞」に関する基礎検討が終了している。したがって、25年度は予定通りこれらの骨移植片の骨再生効果を動物実験で検証できると思われ、今後の研究計画に大きな変更や問題点はないと考えている。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (5件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Submucous cleft palate: variations in bony defects of the hard palate.2013

    • 著者名/発表者名
      Yoshiyuki Mori
    • 雑誌名

      British Journal of Oral and Maxillofacial Surgery

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1016/j.bjoms.2013.01.015

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Bone healing by sterilizable calcium phosphate tetrapods eluting osteogenic molecules.2013

    • 著者名/発表者名
      Yujiro Maeda
    • 雑誌名

      Biomaterials

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1016/j.biomaterials.2013.03.089

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nanog promotes osteogenic differentiation of the mouse mesenchymal cell line C3H10T1/2 by modulating bone morphogenetic protein (BMP) signaling.2013

    • 著者名/発表者名
      Toru Ogasawara
    • 雑誌名

      Journal of Cellular Physiology

      巻: 228 ページ: 163-171

    • DOI

      10.1002/jcp.24116.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Facial morphology and occlusion of a patient with fibrodysplasia ossificans progressiva (FOP): a case report.2012

    • 著者名/発表者名
      Takahumi Susami
    • 雑誌名

      Special Care in Dentistry

      巻: 32 ページ: 165-170

    • DOI

      10.1111/j.1754-4505.2012.00260.x.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development and evaluation of tetrapod-shaped granular artificial bones.2012

    • 著者名/発表者名
      Sungjin Choi
    • 雑誌名

      Acta Biomaterialia

      巻: 8 ページ: 2340-2347

    • DOI

      10.1016/j.actbio.2012.02.019.

    • 査読あり
  • [学会発表] 下顎枝矢状分割術における超音波骨切削器(ピエゾサージェリーシステム®)を用いたShort lingual osteotomy (SLO).2012

    • 著者名/発表者名
      森良之
    • 学会等名
      第57回日本口腔外科学会総会・学術集会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      20121019-20121021
  • [学会発表] Nanogの間葉系細胞骨分化能促進効果はBMPシグナルとの相互作用とNFATc1の誘導を介する.2012

    • 著者名/発表者名
      小笠原徹
    • 学会等名
      第57回日本口腔外科学会総会・学術集会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      20121019-20121021
  • [学会発表] 当科における生体内吸収性PLLA/HA骨接合プレート(Super Fixsorb MX) 治療成績とその合併症.2012

    • 著者名/発表者名
      瀬戸一郎
    • 学会等名
      第57回日本口腔外科学会総会・学術集会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      20121019-20121021
  • [学会発表] 上下顎手術における骨延長術の役割.2012

    • 著者名/発表者名
      森良之
    • 学会等名
      第38回日本口腔外科学会教育研修会 口腔四学会合同研修会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      20120728-20120729
  • [学会発表] チタンメッシュトレーを用いた海綿骨細片(PCBM)による二次的下顎顎骨再建後にインプラントを用いて咬合回復を行なった1例2012

    • 著者名/発表者名
      杉山円
    • 学会等名
      第67回日本口腔科学会学術集会
    • 発表場所
      広島
    • 年月日
      20120517-20120518
  • [図書] 「15章消化器疾患 5口腔疾患」内科学(門脇孝・永井良三編)2012

    • 著者名/発表者名
      森良之
    • 総ページ数
      1929
    • 出版者
      西村書店
  • [備考] 東京大学医学部附属病院 顎口腔外科・歯科矯正歯科

    • URL

      http://plaza.umin.ac.jp/~oralsurg/

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公開日: 2014-07-24  

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