次世代器官再生医療のための基盤技術の開発

2015 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 25242041
• 研究機関: 国立研究開発法人理化学研究所
• 研究代表者: 辻 孝 国立研究開発法人理化学研究所, 多細胞システム形成研究センター, チームリーダー (50339131)
• 研究分担者: 窪木 拓男 岡山大学, 医歯(薬)学総合研究科, 教授 (00225195) ; 大島 正充 岡山大学, 医歯(薬)学総合研究科, 助教 (00548307) ; 江草 宏 東北大学, 歯学研究科(研究院), 教授 (30379078) ; 坪田 一男 慶應義塾大学, 医学部, 教授 (40163878) ; 梶原 康宏 大阪大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (50275020) ; 岸田 晶夫 東京医科歯科大学, 生体材料工学研究所, 教授 (60224929) ; 藤田 聡 福井大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (60504652) ; 佐藤 明男 北里大学, 医学部, 特任教授 (80255356)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• キーワード: 再生医工学 / 再生器官 / 幹細胞 / 皮膚 / 毛包 / ペプチド

研究実績の概要

平成27年度の研究は、研究計画に沿って進捗し、各研究項目について下記の成果を得た。
(1)本課題については昨年度までに、すでに再生分泌腺原基の移植技術の開発と神経調節による分泌制御、ドライシンドロームに対する機能回復効果の解析を完了しており、再生器官原基移植による分泌腺再生医療の実現可能性を実証した。
(2)器官誘導能を有する成体幹細胞の培養について、今年度はマウス成体頬ひげ毛包から、器官誘導能を持つ毛包上皮幹細胞を分離・培養する方法を確立した。一方、iPS細胞から誘導した再生毛包についての詳細な解析を進めたところ、再生した皮膚領域を構成している毛の種類や毛包間距離が天然の皮膚と同等であったことから、iPS細胞から胎児期の皮膚領域を誘導して完全な皮膚を再生したことを明らかとした（Science Advances, 2016）。以上の成果により、毛包に限定して器官を再誘導可能な生体由来幹細胞シーズの探索と、iPS細胞からの器官誘導技術の確立を達成した。
(3)今年度も引き続き生体内に存在する糖鎖構造と自己組織化ペプチドを組み合わせた新規ゲルを作製し、力学特性（動的粘弾性）解析を進めた。化学的架橋により形成されるゲルは免疫原性、細胞毒性が懸念されることから、物理架橋によるゲル化を行った結果、このゲル化は自己組織化ペプチドの凝集に対し、糖鎖が相互作用することにより生じたものであることを明らかとした。本成果により、器官再生医療の臨床応用に適用可能な機能性糖鎖ならびに自己組織化ペプチドを利用した新規機能性ゲル材料の基盤技術開発を達成した。

現在までの達成度 (段落)

27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

27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] Bioengineering a 3D integumentary organ system from iPS cells using an in vivo transplantation model (2016)
  • 著者名/発表者名: 1Ryoji Takagi, Junko Ishimaru, Ayaka Sugawara, Koh-ei Toyoshima, Kentaro Ishida, Miho Ogawa, Kei Sakakibara, Kyosuke Asakawa, Akitoshi Kashiwakura, Masamitsu Oshima, Ryohei Minamide, Akio Sato, Toshihiro Yoshitake, Akira Takeda, Hiroshi Egusa & Takashi Tsuji
  • 雑誌名: Science Advances 巻: 2(4) ページ: e1500887
  • DOI: 10.1126/sciadv.1500887
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Thermal denaturation behavior of collagen fibrils in wet and dry environment (2016)
  • 著者名/発表者名: Y. Suwa, K. Nam, K. Ozeki, T. Kimura, A. Kishida, T. Masuzawa.
  • 雑誌名: J Biomed Mater Res Part B 巻: 104B ページ: 538-545
  • DOI: 10.1002/jbm.b.33418
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Scaffold-free fabrication of osteoinductive cellular constructs using mouse gingiva-derived induced pluripotent stem cells (2016)
  • 著者名/発表者名: Okawa H, Kayashima H, Sasaki JI, Miura J, Kamano Y, Kosaka Y, Imazato S, Yatani H, Matsumoto T, Egusa H
  • 雑誌名: Stem Cells Int 巻: Article ID 6240794 ページ: 1-11
  • DOI: 10.1155/2016/6240794
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Fabrication of fibrillized collagen microspheres with the microstructure resembling an extracellular matrix. (2015)
  • 著者名/発表者名: A. Matsuhashi, K. Nam, T. Kimura, A. Kishida
  • 雑誌名: Soft Matter 巻: 11 ページ: 2844-2851
  • DOI: 10.1039/c4sm01982b
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Topical Application of Lithium Chloride on the Pulp Induces Dentin Regeneration. (2015)
  • 著者名/発表者名: Ishimoto K, Hayano S, Yanagita T, Kurosaka H, Kawanabe N, Itoh S, Ono M, Kuboki T, Kamioka H, Yamashiro T.
  • 雑誌名: PLOS ONE 巻: 10(3) ページ: 1-12
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0121938
  • 査読あり
• [雑誌論文] Peptide-modified Substrate for Modulating Gland Tissue Growth and Morphology In vitro. (2015)
  • 著者名/発表者名: Taketa H, Sathi GA, Farahat M, Rahman KA, Sakai T, Hirano Y, Kuboki T, Torii Y, Matsumoto T.
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 5 ページ: 1-9
  • DOI: 10.1038/srep11468
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fluocinolone Acetonide Is a Potent Synergistic Factor of TGF-β3-associated Chondrogenesis of Bone Marrow-derived Mesenchymal Stem Cells for Articular Surface Regeneration. (2015)
  • 著者名/発表者名: Hara ES, Ono M, Pham HT, Sonoyama W, Kubota S, Takigawa M, Matsumoto T, Young MF, Olsen BR, Kuboki T.
  • 雑誌名: Jounal of Bone and Mineral Research 巻: 30(9) ページ: 1585-1596
  • 査読あり
• [雑誌論文] CCN4/WISP-1 Positively Regulates Chondrogenesis by Controlling TGF-β3 Function. (2015)
  • 著者名/発表者名: Yoshioka Y, Ono M, Maeda A, Kilts TM, Hara ES, Khattab H, Ueda J, Aoyama E, Oohashi T, Takigawa M, Young MF, Kuboki T.
  • 雑誌名: Bone 巻: 22(5) ページ: 162-170
  • 査読あり
• [学会発表] 上皮・間葉相互作用による器官形成と今後の課題 (2016)
  • 著者名/発表者名: 辻孝
  • 学会等名: 第15回日本再生医療学会総会
  • 発表場所: 大阪・大阪国際会議場
  • 年月日: 2016-03-19
  • 招待講演
• [学会発表] 再生医療の最前線としての毛髪科学 (2016)
  • 著者名/発表者名: 辻孝
  • 学会等名: 第79回日本皮膚科学会
  • 発表場所: 東京・京王プラザホテル
  • 年月日: 2016-03-17
  • 招待講演
• [学会発表] 歯根膜-人工歯一体化を目指した脱細胞化歯根膜マトリクスの再細胞化 (2016)
  • 著者名/発表者名: 中村奈緒子, 木村剛, 伊東愛, 藤里俊哉, 辻孝, 岸田晶夫
  • 学会等名: 第15回日本再生医療学会
  • 発表場所: 大阪国際会議場（大阪府大阪市）
  • 年月日: 2016-03-17
• [学会発表] iPS細胞を用いた骨再生医療戦略 (2016)
  • 著者名/発表者名: 江草 宏
  • 学会等名: 第70回 東京工業大学精密工学研究所シンポジウム
  • 発表場所: 東京工業大学すずかけ台キャンパス、横浜市、神奈川
  • 年月日: 2016-03-11
  • 招待講演
• [学会発表] 再生医療からこれからのインプラント治療を考える (2016)
  • 著者名/発表者名: 辻孝
  • 学会等名: 日本口腔インプラント学会
  • 発表場所: 東京・京王プラザホテル
  • 年月日: 2016-02-14
  • 招待講演
• [学会発表] iPS Cell-Based Strategies in Bone Tissue Engineering (2016)
  • 著者名/発表者名: Egusa Hiroshi
  • 学会等名: The 6th International Symposium for Interface Oral Health Science
  • 発表場所: 艮陵会館、仙台市、宮城
  • 年月日: 2016-01-19
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 次世代再生医療としての毛髪再生医療の実現を目指して (2015)
  • 著者名/発表者名: 辻孝
  • 学会等名: "未来へのバイオ技術"勉強会「脱毛症の病態と毛髪再生の試み」バイオインダストリー協会
  • 発表場所: 東京・歯科医師会館大会議
  • 年月日: 2015-12-13
  • 招待講演
• [学会発表] iPS cells: What they are and what they can contribute to the field of dentistry (2015)
  • 著者名/発表者名: Egusa Hiroshi
  • 学会等名: Chulalongkorn-Tohoku Joint Symposium in Dental Science 2015
  • 発表場所: Bangkok, Thai
  • 年月日: 2015-12-09
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] iPS cells and their expected role in the future of dentistry (2015)
  • 著者名/発表者名: Egusa Hiroshi
  • 学会等名: The 3rd Sino-Japan Dental Science Symposium
  • 発表場所: Fujian, China
  • 年月日: 2015-11-24
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Hair Regeneration as a Future Organ Replacement Regenerative Therapy (2015)
  • 著者名/発表者名: Takashi Tsuji
  • 学会等名: 9th World Congress for Hair Research
  • 発表場所: Miami (U.S.A.)
  • 年月日: 2015-11-20
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 歯根膜マトリクスの人工歯一体型歯周組織ユニットへの応用 (2015)
  • 著者名/発表者名: 中村奈緒子, 木村剛, 伊東愛, 藤里俊哉, 辻孝, 岸田晶夫
  • 学会等名: 第53回日本人工臓器学会大会
  • 発表場所: 東京ドームホテル（東京都文京区）
  • 年月日: 2015-11-19
• [学会発表] 人工歯一体型歯周組織ユニット創製のための歯根膜マトリクスの開発 (2015)
  • 著者名/発表者名: 中村奈緒子、木村剛、伊東愛、藤里俊哉、辻孝、岸田晶夫
  • 学会等名: 第37回日本バイオマテリアル学会
  • 発表場所: 京都テルサ（京都府京都市）
  • 年月日: 2015-11-09
• [学会発表] 再生医療と新規機能性ヘルスケア分野の産業化 (2015)
  • 著者名/発表者名: 辻孝
  • 学会等名: 国際フロンティア産業メッセ
  • 発表場所: 東京・アットビジネスセンター東京駅八重洲通り
  • 年月日: 2015-11-06
  • 招待講演
• [学会発表] iPS細胞技術が描く歯科医療の未来 (2015)
  • 著者名/発表者名: 江草 宏
  • 学会等名: 平成27年度 日本補綴歯科学会東北・北海道支部学術大会
  • 発表場所: 岩手県歯科医師会8020プラザ、盛岡、岩手
  • 年月日: 2015-10-25
  • 招待講演
• [学会発表] Tooth and Salivary Gland Regeneration as a Future Oral Treatment (2015)
  • 著者名/発表者名: Takashi Tsuji
  • 学会等名: 2015 中華牙醫學會第二十屆第一次會員大會暨第三十八次學術研討會暨全國牙科器材展
  • 発表場所: Taipei (Taiwan)
  • 年月日: 2015-10-17
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] iPS cells: What they are and what they can contribute to the field of dentistry (2015)
  • 著者名/発表者名: Egusa Hiroshi
  • 学会等名: Hongkong Univesity-Tohoku University 1st Bilateral Dental Symposium
  • 発表場所: 香港、中国
  • 年月日: 2015-10-16
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Effect of Tryptophan to Bone Marrow-derived Mesenchymal Stromal Cells on the Stemness and Osteogenesis in vitro and in vivo. (2015)
  • 著者名/発表者名: Pham HT, Ono M, Hara ES, Oida Y, Nguyen HT, Akiyama K, Kuboki T.
  • 学会等名: The 36th Annual Meeting of the American Society for Bone and Mineral Research.
  • 発表場所: Seattle, USA
  • 年月日: 2015-10-12
  • 国際学会
• [学会発表] iPS細胞を用いた骨再生研究とインプラント臨床への展望 (2015)
  • 著者名/発表者名: 江草 宏
  • 学会等名: 第45回 日本口腔インプラント学会学術大会
  • 発表場所: 岡山コンベンションセンター、岡山、岡山県
  • 年月日: 2015-09-22
  • 招待講演
• [学会発表] 16th Biennial Meeting of International College of Prosthodontists (2015)
  • 著者名/発表者名: Egusa Hiroshi
  • 学会等名: iPS cells and their expected role in the future of prosthodontics
  • 発表場所: Korea, Souel
  • 年月日: 2015-09-18
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Periodontal Reconstruction using Decellularized Periodontal Tissue Combined with Artificial Tooth (2015)
  • 著者名/発表者名: Akio Kishida, Naoko Nakamura, Ai Ito, Kwangwoo Nam, Tsuyoshi Kimura, Toshiya Fujisato, Takashi Tsuji
  • 学会等名: 4th TERMIS-World Congress
  • 発表場所: Boston Marriot Copley Place (Boston, MA, USA）
  • 年月日: 2015-09-08
  • 国際学会
• [学会発表] Artificial Microenvironment of Decellularized Bone Marrow Induced Hematopoiesis (2015)
  • 著者名/発表者名: Naoko Nakamura, Tsuyoshi Kimura, Kwangwoo Nam, Toshiya Fujisato, Takashi Tsuji, Hiroo Iwata, Akiko Kishida,
  • 学会等名: 4th TERMIS-World Congress
  • 発表場所: Boston Marriot Copley Place (Boston, MA, USA）
  • 年月日: 2015-09-08
  • 国際学会
• [学会発表] Acellular Periodontal Ligament Matrix for Artificial Tooth Implant (2015)
  • 著者名/発表者名: Naoko Nakamura, Tsuyoshi Kimura, Ai Ito, Toshiya Fujisato, Takashi Tsuji, Akio Kishida,
  • 学会等名: 27th European Conference on Biomaterials (ESB2015)
  • 発表場所: ICE Krakow Congress Centre (Krakow, Poland)
  • 年月日: 2015-09-03
  • 国際学会
• [学会発表] 毛髪再生医療に向けた研究の最前線とヘルスケアサイエンス (2015)
  • 著者名/発表者名: 辻孝
  • 学会等名: 毛髪科学技術者協会 西日本支部 40周年記念大会及び第40回学術大会
  • 発表場所: 大阪・中央公会堂
  • 年月日: 2015-07-31
  • 招待講演
• [学会発表] 次世代再生医療としての口腔器官の再生 (2015)
  • 著者名/発表者名: 辻孝
  • 学会等名: 第33回日本骨代謝学会学術集会
  • 発表場所: 東京・京王プラザホテル
  • 年月日: 2015-07-24
  • 招待講演
• [学会発表] Among Glucocorticoids, Fluocinolone Acetonide is Unique in Potentiating TGF-β3-mediated Chondrogenesis of BMSCs and Promoting Articular Cartilage Repair. (2015)
  • 著者名/発表者名: Hara ES, 大野充昭, Pham HT, Young MF, 久保田 聡, 滝川正春, 窪木拓男.
  • 学会等名: 第33回日本骨代謝学会学術集会
  • 発表場所: 京王プラザホテル、新宿、東京
  • 年月日: 2015-07-23
• [学会発表] iPS細胞が可能にする歯科医療とは (2015)
  • 著者名/発表者名: 江草 宏
  • 学会等名: 日本臨床歯周病学会第33回年次大会
  • 発表場所: 仙台国際センター会議棟、仙台市、宮城県
  • 年月日: 2015-07-18
  • 招待講演
• [学会発表] iPS cells: What they are and what they can contribute to the field of dentistry (2015)
  • 著者名/発表者名: Egusa Hiroshi
  • 学会等名: Sichuan-Tohoku Dental Symposium 2015
  • 発表場所: Sichuan, China
  • 年月日: 2015-07-10
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] The Combination of Fluocinolone Acetonide and TGF-β3 Promotes Strong Chondrogenesis of hBMSCs for Articular Surface Regeneration. (2015)
  • 著者名/発表者名: Hara ES, 大野充昭, Pham HT, 園山 亘, 久保田 聡, 滝川正春, 松本卓也, Young MF, Olsen BR, 窪木拓男.
  • 学会等名: 第6回骨バイオサイエンス研究会
  • 発表場所: 岡山コンベンションセンター、岡山、岡山
  • 年月日: 2015-07-04
• [学会発表] 次世代再生医療の実現に向けた研究戦略と展開 (2015)
  • 著者名/発表者名: 辻孝
  • 学会等名: バイオアセンブラ 第9回シンポジウム
  • 発表場所: 大阪・大阪大学会館
  • 年月日: 2015-07-02
  • 招待講演
• [学会発表] 歯科再生技術が導く歯・歯周組織の包括的再生 (2015)
  • 著者名/発表者名: 大島 正充
  • 学会等名: 公益社団法人日本補綴歯科学会第124回学術大会
  • 発表場所: 大宮ソニックシティ、埼玉、日本
  • 年月日: 2015-05-30
• [学会発表] iPS細胞を用いた骨組織再生 (2015)
  • 著者名/発表者名: 江草 宏
  • 学会等名: 日本組織培養学会第88回大会
  • 発表場所: 広島大学 霞キャンパス内、広島市、広島
  • 年月日: 2015-05-27
  • 招待講演
• [学会発表] 次世代再生医療としての器官再生の研究戦略と展開 (2015)
  • 著者名/発表者名: 辻孝
  • 学会等名: 第5回徳島腎臓病を考える会
  • 発表場所: 大阪・大阪大学会館
  • 年月日: 2015-05-26
  • 招待講演
• [学会発表] 次世代再生医療としての外分泌腺の器官再生 (2015)
  • 著者名/発表者名: 辻孝
  • 学会等名: SJS患者会
  • 発表場所: 東京・ハロー貸会議室半蔵門
  • 年月日: 2015-05-23
  • 招待講演
• [学会発表] Biological Regenerative Medicine in Prothodontic Practice-to Attain Reliable and Sophisticated Dental Implant Therapy. (2015)
  • 著者名/発表者名: Kuboki T.
  • 学会等名: 5th Research Week-International Symposium of Oral Medicine, College of Oral Medicine, Taipei Medical University.
  • 発表場所: Taipei,Taiwan
  • 年月日: 2015-05-16
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 歯科領域における再生医療の動向と展望 (2015)
  • 著者名/発表者名: 江草 宏
  • 学会等名: 第69回 日本口腔科学会学術集会
  • 発表場所: 大阪国際会議場・大阪市、大阪
  • 年月日: 2015-05-13
  • 招待講演
• [学会発表] Preparation of decellularized mandible bone with periodontal membrane for periodontal reconstruction (2015)
  • 著者名/発表者名: Naoko Nakamura, Ai Ito, Kwangwoo Nam, Tsuyoshi Kimura, Toshiya Fujisato, Takashi Tsuji, Akio Kishida,
  • 学会等名: Society for Biomaterials, 2015 Annual Meeting & Exposition
  • 発表場所: Charlotte Convention Center（Charlotte, NC, USA)
  • 年月日: 2015-04-15
  • 国際学会
• [学会発表] 上皮・間葉相互作用による機能的な外胚葉性器官再生 (2015)
  • 著者名/発表者名: 辻孝
  • 学会等名: 第29回日本医学会総会 2015 関西
  • 発表場所: 京都・国立京都国際会館
  • 年月日: 2015-04-12
  • 招待講演
• [学会発表] iPS cells: What they are and what they can contribute to prosthodontics (2015)
  • 著者名/発表者名: Egusa Hiroshi
  • 学会等名: 2015 Biennial Joint Congress of JPS-CPS-KAP
  • 発表場所: 小涌園、神奈川、箱根
  • 年月日: 2015-04-11
• [図書] 再生医療用足場材料の開発と市場、第Ｉ編第4章 脱細胞化技術と足場材料への応用 (2016)
  • 著者名/発表者名: 中村奈緒子、岸田晶夫
  • 総ページ数: 267
  • 出版者: シーエムシー出版
• [図書] 関節軟骨の再生を強力に誘導するステロイドホルモン. (2015)
  • 著者名/発表者名: Hara ES, 大野充昭，窪木拓男
  • 総ページ数: 7
  • 出版者: 骨・関節・軟骨治療のための新製品開発と臨床ニーズ～治療薬，診断薬，診断装置，健康食品～
• [図書] Horizontal Alveolar Ridge Augmentation in Implant Dentistry, A Surgical Manual. (2015)
  • 著者名/発表者名: Oshima M, Tsuji T.
  • 総ページ数: 9
  • 出版者: Wiley-Blackwell
• [図書] Engineering Mineralized and Load Bearing Tissues (2015)
  • 著者名/発表者名: Oshima M, Tsuji T.
  • 総ページ数: 5
  • 出版者: Springer International Publishing.
• [産業財産権] 皮膚付属器官を有する全層皮膚の製造方法 (2015)
  • 発明者名: 辻 孝、豊島 公栄
  • 権利者名: 株式会社オーガンテクノロジーズ
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: PCT/JP2015/075287
  • 出願年月日: 2015-09-07
  • 外国
• [産業財産権] キヌレニンを応用した骨折治療法 (2015)
  • 発明者名: 窪木拓男、大野充昭、他
  • 権利者名: 国立大学法人、岡山大学
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 特願 2011-037932
  • 出願年月日: 2015-11-18