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2014 年度 実施状況報告書

インプラント治療におけるiPS細胞を用いた再生骨の長期安全性に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 25463064
研究機関福岡歯科大学

研究代表者

城戸 寛史  福岡歯科大学, 歯学部, 教授 (90169897)

研究分担者 茂野 啓示  京都大学, 再生医科学研究所, その他 (00162587)
寺岡 啓  独立行政法人産業技術総合研究所, その他部局等, 研究員 (00357542)
森永 健三  福岡歯科大学, 歯学部, 講師 (10509061)
山本 勝己  福岡歯科大学, 歯学部, 講師 (70425312) [辞退]
園田 勉  独立行政法人産業技術総合研究所, その他部局等, 研究員 (80357334)
渡津 章  独立行政法人産業技術総合研究所, その他部局等, 研究員 (90358375)
加倉 加恵  福岡歯科大学, 歯学部, 助教 (90465740)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2017-03-31
キーワードiPS細胞 / 骨再生 / インプラント / 安全性 / チタンコーティング
研究実績の概要

研究分担者である京都大学再生医科学研究所の中村らはビーグル犬の胎児の皮膚の細胞に4つの遺伝子(Oct3/4, Sox2, K1f4, c-Myc)と4つの化合物を加えてiPS細胞を作成することに世界で初めて成功している。そこで、中村らの方法に従ってビーグル犬のiPS細胞の樹立を試みたが、骨芽細胞への分化が困難で骨再生の実験に使用できる状態ではない。そこで、iPS細胞の骨芽細胞への分化が成功した状態を想定して、スフェロイド化した骨芽再防音移植による骨再生方法を試みた。その結果、ラットの頭蓋骨の骨欠損モデルにおいてスフェロイド化した骨芽細胞の移植によって骨の再生スピードが有意に速く、骨量も多きことが確認された。このことはiPS細胞から分化させた骨芽細胞にも応用可能であり、iPS細胞を使った骨再生の安定性に寄与できるた考える。現在、スフェロイド化による骨再生の向上に関する機序について、autophagyを中心に解析中である。また、効率的なiPS細胞の分化誘導と骨再生療法への応用を目的に、Autophagy阻害剤(3MA)を用いてマウスiPS細胞の骨分化誘導へのAutophagyの影響を検証している。その結果、Autophagyを抑制することで、マウスiPS細胞は、未分化を維持する傾向にあり、骨分化誘導を行うと、骨分化誘導を促進する傾向にあることが示唆された。よって、Autophagyは、多分化能の促進に関与する可能性があり、 特異的な分化誘導にはAutophagyによって引き起こされた多分化能を抑制する必要があるのではないかと考えられる。この結果はビーグル犬から樹立したiPS細胞にも応用が可能であると考えられる。

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

研究分担者である京都大学再生医科学研究所の中村らはビーグル犬の胎児の皮膚の細胞に4つの遺伝子(Oct3/4, Sox2, K1f4, c-Myc)と4つの化合物を加えてiPS細胞を作成することに世界で初めて成功している。そこで、中村らの方法に従ってビーグル犬のiPS細胞の樹立を試みたが、骨芽細胞への分化が困難で骨再生の実験に使用できる状態ではないからである。

今後の研究の推進方策

小動物と比較して犬を使用した実験は長期間の観察が可能になるため、ビーグル犬のiPS細胞の使用は、骨再生の長期的な安全性の評価に有効であると考えられる。したがって、引き続きビーグル犬のiPS細胞の樹立を試みる。しかし、細胞の樹立が難しい場合を考慮して、すでに樹立方法が確立しているラットモデルによる実験を開始している。

次年度使用額が生じた理由

研究の進行に若干の遅れがあるため、次年度物品を購入して研究を進めるため、また、いくつかの物品費が見積もりより安く納入されたため

次年度使用額の使用計画

物品費の一部として使用する。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2014 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (4件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] The Effects of Implant Surface Characteristics on Surrounding Bone: A Comparative Study of Two Types of Surface Characteristics2014

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto Kazuko, Yanagi Tsukasa, Watazu Akira, Teraoka Kay, Kido Hirofumi
    • 雑誌名

      Journal of Hard Tissue Biology

      巻: 23 ページ: 83-91

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Osteogenic Evaluation of DNA/Protamine Complex Paste in Rat Cranial Defects2014

    • 著者名/発表者名
      Shinozaki Yosuke, Yanagi Tsukasa, Yamaguchi Yuichiro, Kido Hirofumi, Fukushima Tadao
    • 雑誌名

      Journal of Hard Tissue Biology

      巻: 22 ページ: 401-408

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mesenchymal stem cell spheroids exhibit enhanced in-vitro and in-vivo osteoregenerative potential.2014

    • 著者名/発表者名
      Yamaguchi Y, Ohno J, Sato A, Kido H, Fukushima T
    • 雑誌名

      BMC Biotechnol.

      巻: 14 ページ: 105-

    • DOI

      10.1186/s12896-014-0105-9.

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Evaluation of bone formation guided by DNA/protamine complex with FGF-2 in an adult rat calvarial defect model.2014

    • 著者名/発表者名
      Shinozaki Y, Toda M, Ohno J, Kawaguchi M, Kido H, Fukushima T.
    • 雑誌名

      J Biomed Mater Res B Appl Biomater

      巻: 102 ページ: 1669-1676

    • DOI

      1002/jbm.b.33143. Epub 2014 Mar 24.

    • 査読あり
  • [学会発表] インプラント周囲骨欠損部へのDNA/プロタミン複合体の骨形成能2014

    • 著者名/発表者名
      加倉 加恵, 柳 束, 谷口 祐介, 城戸 寛史
    • 学会等名
      顎顔面インプラント学会学術大会
    • 発表場所
      島根
    • 年月日
      2014-11-29 – 2014-11-30
  • [学会発表] 骨髄由来間葉系幹細胞スフェロイドを用いたラット頭蓋骨骨欠損部位における骨再生効果の促進2014

    • 著者名/発表者名
      山口 雄一郎, 大野 純, 宮口 直之, 城戸 寛史, 福島 忠男
    • 学会等名
      日本バイオマテリアル学会大会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2014-11-17 – 2014-11-18
  • [学会発表] マウスiPS細胞におけるAutophagyによる骨分化誘導への影響2014

    • 著者名/発表者名
      佐藤 絢子, 大野 純, 柳 束, 山口 雄一郎, 城戸 寛史, 福島 忠男
    • 学会等名
      日本バイオマテリアル学会大会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2014-11-17 – 2014-11-18
  • [学会発表] 有病モデルラットにおけるDNA/プロタミン複合体の骨形成能の評価2014

    • 著者名/発表者名
      柳 束, 森 南奈, 鍛冶屋 浩, 大野 純, 城戸 寛史, 御手洗 誠, 早川 徹, 福島 忠男
    • 学会等名
      日本バイオマテリアル学会大会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2014-11-17 – 2014-11-18
  • [備考] 福岡歯科大学・福岡医療短期大学・研究業績データベース

    • URL

      http://www.fdcnet.ac.jp/CGI/gyouseki/

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公開日: 2016-05-27  

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