滑膜由来間葉系細胞による骨・軟骨組織への再生医療技術の開発

2005 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 16390438
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 中村 憲正 大阪大学, 医学部附属病院, 助手 (50273719)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 橋本 淳 大阪大学, 医学系研究科, 講師 (40237938) ; 中田 研 大阪大学, 医学系研究科, 助手 (00283747) ; 名井 陽 大阪大学, 医学系研究科, 助手 (10263261) ; 藤江 祐道 工学院大学, 機械工学科, 教授 (20199300) ; 吉川 秀樹 大阪大学, 医学系研究科, 教授 (60191558)
• Keywords: 再生医療 / 軟骨再生 / 細胞移植 / scaffold free / 3次元化 / 組織工学 / 接着能 / 細胞移植

Research Abstract

【背景・目的】近年、滑膜細胞は骨髄細胞と並んで多分化能を持つ細胞であることが明らかになってきた。滑膜細胞は採取が比較的簡易であり、増殖速度が速く、また継代によっても分化能が消失しにくい等の特徴を有し、運動器修復・再生に適した細胞種と考えられる。一方、組織再生を目指した細胞治療において、細胞の足場環境が細胞増殖・分化を制御することは広く認識され、現状では生体基盤材料(Scaffold)の使用が治療成功の重要な要素と考えられている。しかし生体内に移植された基盤材料(特に生物製剤)の長期にわたる安全性は不明な点も多い。次世代の細胞治療法として、我々はscaffoldを用いず滑膜細胞と細胞自身が合成するMatrixからなる3次元人工組織(3DST)の作成を試み、前年度の研究として、その分化能、接着能を確認したため、今年度は家畜豚(12-16週齢)部分軟骨欠損に対する効果を検討した。
【方法・結果】4x10^5個/cm^2の滑膜細胞をアスコルビン酸添加培地中で培養し、単層細胞-Matrix複合体をシート状に分離し、その後浮遊培養条件にて組織の自己収縮を誘導し、三次元構築を持つ人工組織(3DST)を作成した。家畜豚(12-16週令)に対して大腿骨内顆荷重部に径6mm深さ2mmの部分欠損を作成した。左膝に3DSTを層状に移植し、右膝を対照群とし、6ヶ月後に組織学的検討を行った。結果であるが、対照群の欠損部は修復組織を認めない一方、移植群における欠損部の修復組織像を認め、組織学的に連続性は維持され良好なintegrationを形成していた。さらに、修復組織においてSafranin Oに対し強い染色性を示す部位を認めた。【考察】軟骨部分欠損部において3DST移植により良好なintegrationを伴う修復組織による被覆を認め、その修復組織は経時的な軟骨化生を生じた。自己由来の組織のみで構成される軟骨分化能・接着能に富んだ3DSTはscaffold使用による安全性の問題を回避しかつ軟骨分化能を有する細胞を大量に確実に供給することが可能な人工組織であり、軟骨修復に対する安全で効果的な新細胞治療システムとして期待できるものと考えられる。