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2013 Fiscal Year Annual Research Report

多能性幹細胞由来スキャフォールドフリー三次元人工組織による骨軟骨再生

Research Project

Project/Area Number 22390291
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

中村 憲正  大阪大学, 臨床医工学融合研究教育センター, 招へい教授 (50273719)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 名井 陽  大阪大学, 医学部附属病院, 准教授 (10263261)
藤江 裕道  首都大学東京, システムデザイン学部, 教授 (20199300)
星 和人  東京大学, 医学部附属病院, 准教授 (30344451)
寺村 岳士  近畿大学, 医学部附属病院, 講師 (40460901)
福田 寛二  近畿大学, 医学部, 教授 (50201744)
吉川 秀樹  大阪大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (60191558)
Project Period (FY) 2010-04-01 – 2014-03-31
KeywordsES cell / iPS cell / Stem cell / 軟骨再生 / scaffold / 軟骨分化 / 骨分化
Research Abstract

前年度までに確立した技術である、ウサギ胚性幹細胞(rabbit ESC)より分化させた間葉系幹細胞(MSC)で3次元人工組織(Tissue Engineered Construct, TEC)を作製する技術を用いて、本年度はiPS細胞由来MSCからのTEC(iPS-TEC)の作製技術の開発した。
iPS細胞由来MSCの至適培養条件を検討したところ、酸素濃度20%ではより未分化な細胞が増殖し、紡錘形の細胞が占める割合が減少した。酸素濃度を5%、1%で維持培養を行ったところ、1%群で紡錘形細胞の維持が最もよく、増殖に関しても20%と比較し劣ることはなかった。iPS細胞由来MSCを高密度培養し、コラーゲンの重合を促進する目的でアスコルビン酸‐2リン酸を含んだ増殖培地で培養すると高密度培養後3日でハンドリング可能なシート状組織が作成され、滑膜間葉系幹細胞由来MSC-TECと比較し、短期間でTECを形成した。
ウサギ胚性幹細胞由来細胞(ES)から樹立した間葉系幹細胞(ES_MSC)の細胞ステータスを調べるために、ウサギ滑膜組織由来間葉系幹細胞(Syn_MSC)を対照としてトランスクリプトーム解析を行った。また軟骨分化誘導条件下で培養したそれぞれの細胞についても同様の解析を行った。
①主成分分析の結果から、ES、ES_MSCおよびSyn_MSCはそれぞれが異なる発現遺伝子の特徴を持つこと、 またこの差異は軟骨分化状態ではしたES-MSCとSyn_MSCの間ではほとんど無いることが示された。
②PMDAが生物製剤の安全性指針として挙げている癌関連遺伝子群に発現を比較したところ、多くの癌関連遺伝子未分化MSC状態では発現比(ES_MSC/Syn_MSC)が大きく異なっていたが、分化誘導後ではその比がほぼ1に収束していた。

Current Status of Research Progress
Reason

25年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

25年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (21 results)

All 2014 2013 Other

All Journal Article (8 results) (of which Peer Reviewed: 8 results) Presentation (12 results) (of which Invited: 8 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results) (of which Overseas: 1 results)

  • [Journal Article] Osteochondral Repair Using a Scaffold-Free Tissue-Engineered Construct Derived from Synovial Mesenchymal Stem Cells and a Hydroxyapatite-Based Artificial Bone2014

    • Author(s)
      下村和範、中村憲正
    • Journal Title

      Tissue Engineering Part A

      Volume: - Pages: -

    • DOI

      10.1089/ten.tea.2013.0414.

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Osteochondral Tissue Engineering with Biphasic Scaffold: Current Strategies and Techniques2014

    • Author(s)
      下村和範、中村憲正
    • Journal Title

      Tissue Engineering Part B

      Volume: - Pages: -

    • DOI

      10.1089/ten.teb.2013.0543.

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Frictional properties of articular cartilage-like tissues repaired with a mesenchymal stem cell-based tissue engineered construct2013

    • Author(s)
      Nakamura N
    • Journal Title

      Conf Proc IEEE Eng Med Biol Soc

      Volume: 2013 Pages: 401-4

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Cartilage repair in Asia: selected reports on research and clinical trials.2013

    • Author(s)
      Hui JH、中村憲正
    • Journal Title

      Arthroscopy

      Volume: 29(12) Pages: 1991

    • DOI

      10.1016/j.arthro.2013.06.008.

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Asian Cartilage Society. Cartilage repair: 2013 asian update.2013

    • Author(s)
      Hui JH、中村憲正
    • Journal Title

      Arthroscopy

      Volume: 29(12) Pages: 1992-2000

    • DOI

      10.1016/j.arthro.2013.06.009.

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Platelet-rich plasma added to the patellar tendon harvest site during anterior cruciate ligament reconstruction enhanced healing2013

    • Author(s)
      中村憲正
    • Journal Title

      The Journal of Bone & Joint Surgery

      Volume: 95(10) Pages: 942-942

    • DOI

      10.2106/JBJS.9510.ebo450

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 培養表面のマイクロ周期構造が間葉系幹細胞自己生成組織の力学特性におよぼす影響2013

    • Author(s)
      大家渓、中村憲正
    • Journal Title

      材料の科学と工学

      Volume: 20(1) Pages: 34-39

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] アスリートの関節軟骨損傷、その病態と治療のoverveiw2013

    • Author(s)
      杉田憲彦、中村憲正
    • Journal Title

      臨床スポーツ医学

      Volume: 30(4) Pages: 303-308

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Effect of preservation condition of human synovial MSC derived tissue engineer construct (TEC) on its chondrogenic differentiation2013

    • Author(s)
      阪上守人、中村憲正
    • Organizer
      International Cartilage Repair Society
    • Place of Presentation
      イズミル(トルコ)
    • Year and Date
      20130916-20130917
  • [Presentation] Biological resurfacing of osteochondral lesions using a novel biphasic implant made of scaffold-free tissue engineered construct derived from synovial mesenchymal stem cells and hydroxyapatite-based artificial bone. –A potential future option-2013

    • Author(s)
      中村憲正
    • Organizer
      9th Biennial Congress of ISAKOS
    • Place of Presentation
      トロント(カナダ)
    • Year and Date
      20130512-20130516
    • Invited
  • [Presentation] A scaffold-free tissue-engineered construct(TEC) derived from rabbit embryonic stem cells in osteochondral repair

    • Author(s)
      森口悠、中村憲正
    • Organizer
      International Cartilage Repair Society
    • Place of Presentation
      イズミル(トルコ)
  • [Presentation] Comparison of hydroxyapatite and beta-tricalcium phosphate-based biphasic implant for osteochondral repair

    • Author(s)
      下村和範、中村憲正
    • Organizer
      International Cartilage Repair Society
    • Place of Presentation
      イズミル(トルコ)
  • [Presentation] Abnormalities in the superficial zone of repair cartilage using a tissue engineered construct (TEC) derived from mesenchymal stem cells

    • Author(s)
      安藤渉
    • Organizer
      International Cartilage Repair Society
    • Place of Presentation
      イズミル(トルコ)
  • [Presentation] ウサギ胚性幹細胞由来間葉系幹細胞由来スキャフォールドフリー三次元人工組織による軟骨再生

    • Author(s)
      中村憲正
    • Organizer
      第28回 日本整形外科学会基礎学術集会 シンポジウム
    • Place of Presentation
      千葉
    • Invited
  • [Presentation] スキャフォールドフリー間葉系幹細胞由来人工組織による軟骨再生

    • Author(s)
      中村憲正
    • Organizer
      第86回 日本整形外科学会学術集会  教育研修講演
    • Place of Presentation
      広島
    • Invited
  • [Presentation] Stem cell therapy in Cartilage repair

    • Author(s)
      中村憲正
    • Organizer
      International Society of Cartilage Repair in Ankle 2013 Asian meeting
    • Place of Presentation
      東京
    • Invited
  • [Presentation] Evolution and Implementation of Clinical Cartilage Tissue Engineering Strategies

    • Author(s)
      中村憲正
    • Organizer
      11th International Cartilage Repair Society 2013, Izmir,
    • Place of Presentation
      イズミル(トルコ)
    • Invited
  • [Presentation] Stem cell-based therapy in Cartilage Repair

    • Author(s)
      中村憲正
    • Organizer
      World Summit of Regenerative Medicine
    • Place of Presentation
      西安(中国)
    • Invited
  • [Presentation] Synovial mesenchymal stem cell-based cartilage repair -In vitro characterization of Tissue Engineered Construct (TEC)-

    • Author(s)
      中村憲正
    • Organizer
      2nd Combined Congress of Asian Cartilage Repair Society and Indian Cartilage Society
    • Place of Presentation
      チェンナイ(インド)
    • Invited
  • [Presentation] Scaffold-free Tissue Engineered Construct (TEC) derived from synovial mesenchymal stem cells to repair and regenerate cartilage

    • Author(s)
      中村憲正
    • Organizer
      ICRS Focus meeting on Stem Cells and Scaffolds
    • Place of Presentation
      ボローニャ(イタリア)
    • Invited
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 多能性幹細胞由来細胞による3次元人工組織の作成とそれを用いた2014

    • Inventor(s)
      吉川秀樹、中村憲正、下村和範、森口悠、千々松良太、安井行彦
    • Industrial Property Rights Holder
      吉川秀樹、中村憲正、下村和範、森口悠、千々松良太、安井行彦
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      PCT/JP2014/000372
    • Filing Date
      2014-01-24
    • Overseas

URL: 

Published: 2015-05-28  

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