2022 Fiscal Year Annual Research Report
Establishment of regenerative medicine for musculoskeletal system using clinical-grade canine iPS cells
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20H03156
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| Research Institution | Nihon University |
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Principal Investigator |
枝村 一弥 日本大学, 生物資源科学部, 教授 (80366624)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
村田 大紀 佐賀大学, 医学部, 助教 (00772683)
塩澤 誠司 久留米大学, 医学部, 准教授 (10447039)
鳩谷 晋吾 大阪公立大学, 生命環境科学研究科, 准教授 (40453138)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 再生医療 / 運動器疾患 / iPS細胞 / 間葉系幹細胞 / 犬 / 獣医 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
臨床グレードの犬のiPS細胞を用いた運動器再生医療を確立する目的で以下の検討を行った。
1) 犬のiPS細胞由来間葉系幹細胞の樹立と安全性評価法の検証（枝村、鳩谷、塩澤）：成体皮膚線維芽細胞に代わり、臍帯組織由来線維芽細胞からiPS細胞を樹立し、間葉系幹細胞への分化誘導を試みたところ、樹立から分化までの効率が向上した。また、エピソーマルベクターの除去に関する検討も実施した。本検討で得た細胞の特性を解析したところ、間葉系幹細胞に特徴的な表面抗原の発現が認められ、三分化能も有していた。さらに、犬の間葉系幹細胞を関節内に投与し、歩行検査、荷重量計測、血液検査、画像検査を行うことで安全性を検証した。その結果、投与した数日後に一過性の跛行を呈した個体が存在したが、1週間以内に改善した。また、その他の検査でも異常所見は認められず、一定の安全性が確認できた。
2) 犬の iPS細胞由来軟骨組織の特性解析（枝村）：犬のiPS細胞由来間葉系幹細胞をペレット培養にて軟骨へ分化誘導したところ、白い細胞塊が得られ、アルシアンブルー染色で青染した。さらに、細胞塊の特性を解析する目的でqPCRを行ったところ、硝子軟骨に関するmRNAの発現が上昇していた。一方で、軟骨様組織の硬度を測定するための最適な手法は見出せなかった。
3) 三次元細胞積層技術を用いた靱帯様組織体の創生と靱帯設置位置の検討（枝村、村田）：iPS細胞由来間葉系幹細胞から成る細胞構造体をバイオ3Dプリンタにより造形し、自作の自動伸展循環培養容器を用いて培養することで、靭帯組織に類似する力学的特性を有した靭帯組織体を創出することに成功した。さらに、犬の前十字靱帯の引っ張り強度を測定するための基盤技術を確立した。最後に、犬の膝関節において、前十字靱帯の前内側帯と後外側帯の付着部を客観的に測定し、作製した靱帯様組織の設置位置を特定した。
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| Research Progress Status |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Journal Article] Step-by-step protocols for non-viral derivation of transgene-free induced pluripotent stem cells (iPSCs) from somatic fibroblasts of multiple mammalian species2022
Author(s)
Sho Yoshimatsu, Atsushi Yamazaki, Kazuya Edamura, Yuko Koushige, Hisashi Shibuya, Emi Qian, Tsukika Sato, Junko Okahara, Noriyuki Kishi, Toshiaki Noce, Yoshifumi Yamaguchi, Hideyuki Okano.
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Journal Title
Development Growth and Differentiation
Volume: 64(6)
Pages: 325-341
DOI
Peer Reviewed
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