生体内核酸送達による骨再生法の開発に関する戦略的研究

2016 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 26670859
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 高戸 毅 東京大学, 医学部附属病院, 教授 (90171454)
• 研究分担者: 大庭 伸介 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (20466733) ; 星 和人 東京大学, 医学部附属病院, 准教授 (30344451) ; 藤原 夕子 東京大学, 医学部附属病院, 助教 (50466744)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• キーワード: 骨再生 / シグナル伝達

研究実績の概要

申請者らは骨発生・再生に関する基礎研究を行う一方で、生体材料や遺伝子送達による組織再生に関する研究を進めてきた。そこで、これらの知見・技術シーズを組み合わせて、核酸送達による歯槽骨再生療法を開発することを目指して本研究は着想された。核酸送達システムを搭載した機能性生体材料を生体内に置くことで、欠損部周囲の骨形成性細胞への核酸送達により骨形成を誘導する歯槽骨再生法の可能性を探り、その基盤技術を創出することを目的としている。
本年度はまず、核酸送達システムを搭載した骨再生用機能性生体材料の作製を試みた。前年度までの検討で骨格組織修復効果を確認した、骨格形成関連転写因子のmRNA送達システムを搭載したリン酸カルシウム微小人工骨の骨分化促進作用を細胞培養系でまず確認した。上記のmRNA送達システム搭載人工骨とともに培養した間葉系細胞における遺伝子発現解析を行ったところ、人工骨と組み合わせた際のmRNA送達効率についてはさらなる改善が必要であることが分かった。現在、人工骨への搭載量を中心に、種々の条件検討が進行中である。
mRNA送達システム搭載型歯槽骨再生用材料の歯槽骨欠損モデルにおける検証のため、モデルの確立を試みた。ラット臼歯に絹糸を巻きつけることで、プラークの停滞による炎症性骨破壊が誘導されるモデルを検証した。ラットの上顎第二臼歯への絹糸結紮後に4週間待機したのち、絹糸を除去してさらに4週間観察した。放射線学的解析・組織学的解析により、絹糸除去4週目においても歯槽骨の破壊が認められたことから、本研究における歯槽骨再生効果の検証に妥当であることが確認された。mRNA送達システム搭載人工骨の最適化が終了次第、本モデルを用いた検討を開始したいと考えている。

研究成果

• [雑誌論文] Local administration of a hedgehog agonist accelerates fracture healing in a mouse model. (2016)
  • 著者名/発表者名: Kashiwagi M, Hojo H, Kitaura Y, Maeda Y, Aini H, Takato T, Chung UI, Ohba S
  • 雑誌名: Biochem Biophys Res Commun 巻: 479 ページ: 772-778
  • DOI: doi:10.1016/j.bbrc.2016.09.134
  • 査読あり
• [雑誌論文] Computed tomographic evaluation of novel custom-made artificial bones, “CT-bone”, applied for maxillofacial reconstruction. (2016)
  • 著者名/発表者名: Kanno Y, Nakatsuka T, Saijo H, Fujihara Y, Hikita A, Chung UI, Takato T, Hoshi K
  • 雑誌名: Regenerative Therapy 巻: 5 ページ: 1-8
  • DOI: doi:10.1016/j.reth.2016.05.002
  • 査読あり
• [雑誌論文] Production of three-dimensional tissue-engineered cartilage through mutual fusion of chondrocyte pellets. (2016)
  • 著者名/発表者名: Hoshi K, Fujihara Y, Mori Y, Asawa Y, Kanazawa S, Nishizawa S, Misawa M, Numano T, Inoue H, Sakamoto T, Watanabe M, Komura M, Takato T.
  • 雑誌名: Int J Oral Maxillofac Surg 巻: 45 ページ: 1177-1185
  • DOI: doi:10.1016/j.ijom.2016.03.002
  • 査読あり
• [雑誌論文] Tissue Engineering in Bone: The Contention of a Hundred Schools of Thought. (2016)
  • 著者名/発表者名: Takato T
  • 雑誌名: Artif Organs 巻: 40 ページ: 331-333
  • DOI: doi:10.1111/aor.12739
  • 査読あり
• [学会発表] Hedgehog agonist promotes callus formation in a mouse fracture model. (2017)
  • 著者名/発表者名: Kashiwagi M, Hojo H, Kitaura Y, Maeda Y, Aini H, Takato T, Chung UI, Ohba S
  • 学会等名: IADR/AADR/CADR General Session & Exhibition
  • 発表場所: San Francisco (USA)
  • 年月日: 2017-03-23
  • 国際学会
• [学会発表] The novel methods of creating three-dimensional tissues and organs. (2016)
  • 著者名/発表者名: Takato T, Hikita A
  • 学会等名: 2016 International Symposium on Innovative 3D Printing
  • 発表場所: Taipei (Taiwan)
  • 年月日: 2016-10-14
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] iPS細胞応用の最前線． (2016)
  • 著者名/発表者名: 髙戸毅
  • 学会等名: 日本先進インプラント医療学会第19回総会・学術大会
  • 発表場所: 一橋大学一橋講堂（東京都千代田区）
  • 年月日: 2016-09-03
  • 招待講演
• [備考] 東京大学医学部附属病院口腔顎顔面外科・矯正歯科ホームページ
  • URL: http://plaza.umin.ac.jp/%7Eoralsurg/