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

2013 年度 実績報告書

• 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), 助教 (80529040)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: 骨再生 / 生理活性物質 / 骨移植片

研究概要

本研究の目的は、申請者らのこれまでの研究を発展・融合させ、バイオセンサーを用いて同定した骨形成遺伝子および骨形成性生理活性物質をナノDDS により間葉系間質細胞に送達し、これらを新規に開発した自己組織型微小人工骨に搭載させることで、いかなるサイズや形状にも対応でき、速やかに自家骨に置換される次世代の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。これにより、広範かつ複雑な骨欠損にも対応できる、新しい骨再生戦略に関する基礎的知見の収集を目指している。
今年度は、マウス・ヒト人工多能性幹細胞（iPS細胞）を4種類の生理活性物質で段階的に処理することで、骨分化を効率的に誘導できることを見出した。本法に従って培養することで、Col1a1、Runx2、Sp7、Ibsp、Bglapといった骨芽細胞分化マーカー遺伝子の著しい発現誘導と石灰化の誘導が認められた。一方、多能性マーカーであるPou5f1（Oct4）、Nanog、Sox2の遺伝子発現は抑制され、外胚葉マーカーであるSox1や内胚葉マーカーであるGata4・Sox17の発現は誘導されないことを確認した。また、骨形成性生理活性物質で処理した幹細胞をテトラポッド型微小人工骨に搭載することでハイブリッド型骨移植片を作製し、ラット大腿骨に作製した直径2.2 mm円筒状骨欠損部に移植した。人工骨単独移植と比較して、マイクロCTによる放射線学的解析により、骨誘導効果を検証したところ、ハイブリッド型骨移植片で骨再生を認めた。

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

• [雑誌論文] Usefulness of agarose mold as a storage container for three-dimensional tissue-engineered cartilage (2013)
  • 著者名/発表者名: Mori Y, Kanazawa S, Watanabe M, Suenaga H, Nagata S, Fujihara Y, Takato T, Hoshi K
  • 雑誌名: Mater Sci Appl 巻: 4(8) ページ: 73
• [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: Ogasawara T, Ohba S, Yano F, Kawaguchi H, Chung UI, Saito T, Yonehara Y, Nakatsuka T, Mori Y, Takato T, Hoshi K
  • 雑誌名: J Cell Physiol 巻: 228 ページ: 163-171
  • DOI: doi: 10.1002/jcp.24116
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hollow fiber module applied for effective proliferation and harvest of cultured chondrocytes. (2013)
  • 著者名/発表者名: Mori Y, Watanabe M, Nakagawa S, Asawa Y, Nishizawa S, Saijo H, Nagata S, Fujihara Y, Takato T, Hoshi K
  • 雑誌名: Mater Sci Appl 巻: 4 ページ: 62-67
  • DOI: 10.4236/msa.2013.48A008
  • 査読あり
• [雑誌論文] Submucous cleft palate: variations in bony defects of the hard palate (2013)
  • 著者名/発表者名: Mori Y, Hoshi K , Takato T, Takahashi M , Hirano Y, Kanno Y, Ohkubo K , Saijo H
  • 雑誌名: Br J Oral Maxillofac Surg 巻: 51 ページ: 220-223
  • DOI: doi.org/10.1016/j.bjoms.2013.01.015
  • 査読あり
• [雑誌論文] Generation of Col2a1-EGFP iPS cells for monitoring chondrogenic differentiation. (2013)
  • 著者名/発表者名: Saito T, Yano F, Mori D, Ohba S, Hojo H, Otsu M, Eto K, Nakauchi H, Tanaka S, Chung UI, Kawaguchi H
  • 雑誌名: PLoS ONE 巻: 8 ページ: e74137
  • DOI: doi: 10.1371/journal.pone.0074137
  • 査読あり
• [雑誌論文] Clinical presentation of epignathus teratoma with cleft palate; and duplication of cranial base, tongue, mandible, and pituitary gland. (2013)
  • 著者名/発表者名: Maeda Y, Suenaga H, Sugiyama M, Saijo H, Hoshi K, Mori Y, Takato T
  • 雑誌名: J Craniofac Surg 巻: 24 ページ: 1486-1491
  • DOI: doi: 10.1097/SCS.0b013e3182953b1f.
  • 査読あり
• [学会発表] in situ Tissue Engineering型カスタムメイド人工骨の骨癒合状態のCTによる評価 (2013)
  • 著者名/発表者名: 菅野勇樹，西條英人 ，鄭雄一， 森良之 ，高戸毅
  • 学会等名: 第58回日本口腔外科学会総会・学術大会
  • 発表場所: 福岡（福岡国際会議場）
  • 年月日: 20131011-20131013
• [学会発表] Postoperative evaluation of custom-made artificial bones fabricated by inkjet printers using computed tomography (2013)
  • 著者名/発表者名: Kanno Y, Saijo H, Mori Y, Chung UI, Takato T
  • 学会等名: Frontiers 2013 EPFL Symposium
  • 発表場所: Lausanne, Switzerland
  • 年月日: 20130621-20130622
• [学会発表] 口腔扁平上皮癌の発生過程においてサイレンシングされる遺伝子のゲノム網羅的探索 (2013)
  • 著者名/発表者名: 阿部雅修, 森良之, 安部貴大, 末永英之, 古賀陽子, 瀬戸一郎, 西條英人, 星和人, 髙戸毅
  • 学会等名: 第67回日本口腔科学会総会
  • 発表場所: 栃木（栃木県総合文化センター ）
  • 年月日: 20130523-20130525
• [学会発表] Outcome of the surgical-orthodontic treatment in patients with clefts using the two-stage surgery combining maxillary distraction with mandibular setback osteotomies (2013)
  • 著者名/発表者名: Mori Y, Susami T, Saijo H , Uchino N, Ohkubo K, Inokuchi T, Okayasu M, Uwatoko K, Hoshi K, Takato T
  • 学会等名: 12th International Congress on Cleft Lip/Palate and Related Craniofacial Anomalies
  • 発表場所: Florida, USA
  • 年月日: 20130505-20130510
• [学会発表] Need for orthognathic sugery and its prediction in early mixed dentition in patients with bilateral cleft lip and palate. (2013)
  • 著者名/発表者名: Okayasu M , Susami T , Inocuchi T , Ohkubo K , Uchino N , Uwatoko K , Ogasawara T , Ssaijo H , Mori Y , Takato T
  • 学会等名: 12th International Congress on Cleft Lip/Palate and Related Craniofacial Anomalies
  • 発表場所: Florida, USA
  • 年月日: 20130505-20130510
• [学会発表] Palatal index for evaluation of the palatal morphology in patients with uniateral cleft lip and palate (2013)
  • 著者名/発表者名: Inokuchi T, Susami T, Okayasu M, Uchino N, Uwatoko K, Ohkubo K, Ogasawara T, Saijo H, Mori Y, Takato T
  • 学会等名: 12th International Congress on Cleft Lip/Palate and Related Craniofacial Anomalies
  • 発表場所: Florida, USA
  • 年月日: 20130505-20130510