2013 Fiscal Year Annual Research Report
骨髄間葉系幹細胞からの生体外作成軟骨シートによる鏡視下関節軟骨欠損修復術の開発
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24390361
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| Research Institution | Mukogawa Women's University |
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Principal Investigator |
脇谷 滋之 武庫川女子大学, 健康・スポーツ科学部, 教授 (70243243)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
高木 睦 北海道大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (20263212)
橋本 祐介 大阪市立大学, 医学(系)研究科(研究院), 講師 (10382178)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 間葉系幹細胞 / 軟骨分化 / シート培養 / 浸透圧 |
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| Research Abstract |
平成24年度に我々は骨髄間葉系幹細胞から軟骨シートを作る方法を開発した。平成25年度はこの軟骨シートの質を向上させるための研究を行った。家兎、ビーグル犬、ヒトから採取した骨髄間葉系幹細胞から軟骨シートを誘導すると、動物種により軟骨シートの質が異なることが明らかになった。家兎、ビーグルの骨髄間葉系幹細胞からの軟骨シート誘導は非常に困難で、十分な硬さをもったシートを作成できないことが判明した。本来の計画ではこれらの動物種で移植実験を行う予定であったが、それができなかった。現在、これらの動物種でも十分な性能の軟骨シートを作るべく検討中である。ヒトでは軟骨シート作成が可能であり、特に初代培養にFGF-2 を加えると良好な軟骨シートを作成できることが明らかになった。これらの結果から、家兎、ビーグルでの移植実験を変更して、ヒト骨髄間葉系幹細胞から作成した軟骨シートを、免疫抑制動物であるヌードラットで行うことに変更した。そのための予備実験として、数匹のヌードラットに移植し、可能であることを明らかにした。
Cell culture insertにヒト間葉系幹細胞（1.8 x 106 cells）およびTGFβ、IGF1、デキサメタゾンなどを含む培養液（上側0.3 ml、下側1 ml）を入れ3週間培養する際、培養液の浸透圧を種々に調整した結果、sGAGおよびII型コラーゲン蓄積量の両方が高くなるのは、300 mOsm/L付近の浸透圧であることが判明した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
シート培養に適した浸透圧が300 mOsm/Lであることが判明し培養の安定化に寄与することが期待できるが、sGAGおよびII型コラーゲン蓄積量の直接的な増大には結びつかないと考えられるため。
家兎、あるいはビーグル犬の骨髄間葉系幹細胞から作成した軟骨シートが移植に十分な厚み、高度を得ることができず、移植実験に使えないことが明らかになり、家兎、ビーグルでの移植実験を延期し、十分な軟骨シート作成を検討中である。この実験には時間がかかる可能性があり新たな移植実験系としてヒト骨髄間葉系幹細胞から作成した軟骨シートをヌードラットに移植することを検討した。そのためにまず予備実験として数匹のヌードラットに移植を施行した。これらの変更のため動物実験の施行が遅れているが。ヒト骨髄間葉系幹細胞から作成した軟骨シートをヌードラットに移植する系は、予備実験で可能であることを確認済みであるため、26年度は当初から移植実験を主に行う予定である。
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| Strategy for Future Research Activity |
sGAGおよびII型コラーゲン蓄積量が直接的に増大することを狙って、ビタミンＣ、コラーゲンなどの添加物の添加効果を検討する。
ヌードラットを使った移植実験の予備実験を終了し、移植実験をすでに開始している。平成26年度では移植実験を施行し、移植の成績を検討する。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
家兎、ビーグル犬、ヒトから採取した骨髄間葉系幹細胞から軟骨シートを誘導すると、動物種により軟骨シートの質が異なることが明らかになった。家兎、ビーグルの骨髄間葉系幹細胞からの軟骨シート誘導は非常に困難で、十分な硬さをもったシートを作成できないことが判明した。本来の計画ではこれらの動物種で移植実験を行う予定であったが、それができなかったため、それらの移植実験を中止し、新しい方法を検討した。
ヒトでは軟骨シート作成が可能であり、特に初代培養にFGF-2 を加えると良好な軟骨シートを作成できることが明らかになった。これらの結果から、家兎、ビーグルでの移植実験を変更して、ヒト骨髄間葉系幹細胞から作成した軟骨シートを、免疫抑制動物であるヌードラットで行うことに変更した。そのための平成25年度の移植実験延期し、平成26年度の集中して行うこととし、予算を26年度に繰り越した。
ヒト骨髄間葉系幹細胞から作成した軟骨シートをヌードラットに移植する系は、予備実験で可能であることを確認済みであるため、平成26年度は当初から移植実験を主に行う予定である。この移植実験をたくさん施行する。そのためにヒトの骨髄間葉系幹細胞からの軟骨シートの作成に必要な試薬、移植実験のために必要な動物、試薬、移植成績評価のための組織標本作製解析、発現改正の試薬などに使用する。
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