新規腱靭帯再生医療に向けた高機能靭帯節細胞誘導法の開発

2021 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 20H03803
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 池谷 真 京都大学, iPS細胞研究所, 准教授 (20442923)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 上谷 大介 京都大学, iPS細胞研究所, 特定研究員 (30462675) ; 趙 成珠 京都大学, iPS細胞研究所, 特定研究員 (50778678)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: ヒトiPS細胞 / 靱帯節細胞 / 再生医療

Outline of Annual Research Achievements

腱・靭帯は再性能に乏しい組織であるため、障害が起こると放置しても治らない。iPS細胞などの幹細胞から腱・靭帯組織を誘導し、損傷部位を補填する方法が１つの手段として考えられるが、これまで腱・靭帯細胞を誘導するロバストな方法は存在しなかった。
申請者らは2018年に世界で初めてヒトiPS細胞から靭帯細胞の前段階の細胞である靱帯節細胞を誘導するプロトコールの開発に成功した（中島ら、2018、Development）。しかしこの細胞を将来の再生医療に応用するには、目的外細胞の混入、誘導過程での動物由来成分の使用、生体内機能の証明など、科学的に克服すべき課題が残されていた。そこで、これらの課題を解決するため、本提案では「①靭帯節誘導法からの動物由来成分の排除」、「②分化誘導効率の向上」、「③靭帯節細胞の濃縮法の開発」、「④立体的靭帯組織構築・成熟化」、「⑤移植による生体内機能の検証」、という５つの研究を提案した。令和３年度に実施した研究成果については下記の通りである。
②分化誘導効率の向上：令和３年度は、令和２年度に引き続き、既存の添加物を使ったミニスクリーニングを実施して条件の最適化を行なった。様々な条件を検討した結果、誘導日数の短縮と誘導効率の向上に成功した。
③靭帯節細胞の濃縮法の開発：令和３年度は、令和２年度に引き続き、いくつかの市販抗体を使って靭帯節細胞の濃縮を試みた。いくつか有望な抗体が見つかってきたが、②の分化誘導の変更のみで90%近く靭帯節細胞が誘導できることも分かりつつあるため、②との良い組み合わせを検討中である。
④立体的靭帯組織構築・成熟化：令和３年度は、バイオ３Dプリンター・レジェノバを使用した靭帯組織の立体構築のための基礎検討を行なった。複数の条件でスフェアの培養を試みており、現在も条件を検討中である。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

令和３年度に掲げた以下の計画は、全て順調に進めることができた。
「②分化誘導効率の向上」の検討（100%達成）、「③靭帯節細胞の濃縮法の開発」の検討（100%達成）、「④立体的靭帯組織構築・成熟化」のための基礎検討（80%達成）。
以上から、全て順調に進んだとして、「おおむね順調に進展している」と判断した。

Strategy for Future Research Activity

研究は、「④立体的靭帯組織構築・成熟化」のみ、コロナウイルス感染症による影響で、業者から実験資材入手に遅延が生じたため多少の遅れが生じたが、それ以外はほぼ全て順調に進んでいる。よって、研究の特に研究計画の変更の必要もなく、このまま予定通り実施する。