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2014 年度 実績報告書

成長因子アンカーリング型運動器再生シーズの顕在化・育成研究

研究課題

研究課題/領域番号 26293341
研究機関北里大学

研究代表者

高相 晶士  北里大学, 医学部, 教授 (90439117)

研究分担者 内田 健太郎  北里大学, 医学部, 助教 (50547578)
松下 治  岡山大学, 医歯(薬)学総合研究科, 教授 (00209537)
大鳥 精司  千葉大学, 医学(系)研究科(研究院), 講師 (40361430)
井上 玄  北里大学, 医学部, 准教授 (80594209)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワードコラーゲン結合型成長因子 / コラーゲン材料 / 運動器再生
研究実績の概要

外傷による骨折、関節機能の破綻、末梢神経障害は日常動作、生活の質の低下のみならず精神的苦痛を与える。コラーゲン結合型塩基性線維芽細胞増殖因子(CB-bFGF)とコラーゲンシートを用いた骨再生シーズの育成と骨再生シーズの原理応用による軟骨再生シーズ、末梢神経再生シーズ顕在化を行った。骨形成促進シーズを育成すべく、コラーゲンシートとコラーゲン結合型bFGFによる骨形成促進シーズの最適化を行った。クロストリジウムヒストリチカムの産生する2種のコラゲナーゼ(ColH,ColG)に存在するコラーゲン結合ドメイン、PKDドメインを有する4種のコラーゲン結合型成長因子bFGF-CBD(ColG), bFGF-CBD-CBD(ColG),bFGF-CBD(ColH),bFGF-PKD-CBDを作製し、骨形成の比較検討を行った。その結果、bFGF-PKD-CBD(ColH)とコラーゲンシートの併用が最も高い骨形成能を有することが判明した。軟骨再生シーズの顕在化を行うべく、コラーゲン材料とコラーゲン結合型bFGFの併用による軟骨再生法の有用性をウサギ軟骨欠損モデルを用いて検討した。新規に開発したコラーゲン材料は、高い軟骨再生能を有していたが、コラーゲン結合型bFGFとの併用による効果は認められなかった。そこで、新規に開発したコラーゲン材料については特許出願を行った。現在、コラーゲン結合型BMPの作製に着手しており、軟骨再生に最適なコラーゲン結合型成長因子を探索中である。末梢神経再生シーズの顕在化を行うべく、ラット座坐骨神経欠損モデルを用いた検討を行った。その結果、末梢神経再生能に優れる人工神経の開発に成功し、特許出願を行った。

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

骨再生シーズについてはコラーゲンアンカーの最適化によりシーズ育成に成功した。軟骨再生シーズの顕在化については、コラーゲン材料とコラーゲン結合型bFGFとの併用による軟骨再生効果は認められなかったが、新規コラーゲン材料の開発により特許出願に至った。また、末梢神経再生シーズの顕在化に成功し、特許出願を行った。従って、おおむね順調に進展していると考えられる。

今後の研究の推進方策

骨再生シーズに関しては平成26年度に選出したコラーゲンアンカーをもつ種々のコラーゲン結合型成長因子を作成後、種々の病態モデルに適応し、さらなるシーズ育成を行う。
軟骨再生シーズに関しては平成26年度に発掘したシーズ(新規コラーゲン材料)を基盤とした軟骨再生法の確立を目指す。コラーゲン結合型BMP、TGF-betaの作製を行い、これらのコラーゲン結合型成長因子と新規コラーゲン材料との併用による軟骨再生を試みる。
末梢神経再生シーズに関しては平成26年度に顕在化した末梢神経再生シーズに関して組織学的検討、行動評価を行い、国際出願に向けたエビデンス構築を行う。

次年度使用額が生じた理由

予期せぬ実験動物の死亡により動物飼育費用に408円の誤差が生じた。

次年度使用額の使用計画

来年度の動物飼育費用に使用する予定である。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (2件) 産業財産権 (2件)

  • [雑誌論文] Acceleration of callus formation during fracture healing using basic fibroblast growth factor-kidney disease domain-collagen binding domain fusion protein combined with allogenic demineralized bone powder.2015

    • 著者名/発表者名
      Saito W, Uchida K, Matsushita O, Inoue G, Sekiguchi H, Aikawa J, Fujimaki H, Takaso M.
    • 雑誌名

      J Orthop Surg Res

      巻: - ページ: -

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Enhancement of periosteal bone formation by basic fibroblast-derived growth factor containing polycystic kidney disease and collagen-binding domains from Clostridium histolyticum collagenase.2015

    • 著者名/発表者名
      Uchida K, Matsushita O, Nishi N, Inoue G, Horikawa K, Takaso M.
    • 雑誌名

      J Tissue Eng Regen Med

      巻: in press ページ: in press

    • DOI

      doi: 10.1002/term.2019.

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Bone powder とコラーゲン結合型線維芽細胞増殖因子による骨折後の骨形成促進効果の検討.2014

    • 著者名/発表者名
      斎藤 亘、内田健太郎、井上 玄、松下 治、大貫裕子、藤巻寿子、関口裕之、相川 淳、高平尚伸、高相晶士.
    • 学会等名
      第33回日本運動器移植・再生医学研究会
    • 発表場所
      第一ホテル両国(東京都墨田区)
    • 年月日
      2014-09-27
  • [学会発表] Acceleration of bone formation during fracture healing by injectable collagen powder and human basic fibroblast growth factor containing a collagen-binding domain from Clostridium histolyticum collagenase2014

    • 著者名/発表者名
      Saito W, Uchida K, Ueno M, Matsushita O, Inoue G, Nishi N, Ogura T, Hattori S, Fujimaki H, Tanaka K, Takaso M.
    • 学会等名
      APASTB/JSTT Combined Scientific Meeting 2014
    • 発表場所
      長良川国際会議場(岐阜県岐阜市)
    • 年月日
      2014-08-27 – 2014-08-29
  • [産業財産権] 神経再生用移植材料、神経再生用移植材料の製造方法、及び神経再生用移植材料製造用キット.2014

    • 発明者名
      内田健太郎 井上 玄、高相晶士、松下 治 他8名
    • 権利者名
      内田健太郎 井上 玄、高相晶士、松下 治 他8名
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2014-212085
    • 出願年月日
      2014-10-16
  • [産業財産権] 軟骨再生用移植材料、軟骨再生用移植材料の製造方法2014

    • 発明者名
      内田健太郎、井上玄、高相晶士 他6名
    • 権利者名
      内田健太郎、井上玄、高相晶士 他6名
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2014-246016
    • 出願年月日
      2014-12-04

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公開日: 2016-06-01  

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