幹細胞による次世代の低侵襲軟骨再生治療の開発と臨床応用

文献情報

文献番号

201106012A

報告書区分

総括

研究課題名

幹細胞による次世代の低侵襲軟骨再生治療の開発と臨床応用

課題番号

H23-再生・一般-001

研究年度

平成23(2011)年度

研究代表者(所属機関)

関矢　一郎(東京医科歯科大学大学院医歯学総合研究科)

研究分担者(所属機関)

宗田　大(東京医科歯科大学大学院医歯学総合研究科 )
森尾　友宏(東京医科歯科大学大学院医歯学総合研究科 )
清水　則夫(東京医科歯科大学難治疾患研究所)
赤澤　智宏(東京医科歯科大学大学院医歯学総合研究科 )
淺原　弘嗣(東京医科歯科大学大学院医歯学総合研究科 )
齋藤　知行(横浜市立大学大学院医学研究科)
中村　憲正(大阪保健医療大学保健医療学部)

研究区分

厚生労働科学研究費補助金厚生科学基盤研究分野再生医療実用化研究

研究開始年度

平成23(2011)年度

研究終了予定年度

平成25(2013)年度

研究費

40,000,000円

研究者交替、所属機関変更

-

研究報告書（概要版）

研究目的

軟骨再生医療で、hanging drop法を用いて滑膜間葉系幹細胞から作成した多数の集合体を作成し、表面張力を用いて軟骨欠損部に接着させることにより、操作性が高く、細胞接着の効率を改善することが期待できる。本年度の計画は (1) ヒト滑膜間葉系幹細胞集合体の特性解析(2) 集合体の兎軟骨欠損部への移植実験を行うとともに、新規 (3)変異細胞評価(4)感染症検査を開発することである。さらなる発展を目指し(5)iPS細胞での検討も行なう。

研究方法

(1) 25万細胞を3日間培養し集合体を形成させ、その前後での遺伝子発現とin vitro軟骨分化能を解析した。(2)兎の大腿骨溝に軟骨欠損を作成し、細胞集合体を5、10、20、40、80個移植し、組織学的に評価した。(3)p16メチル化断片とDNA損傷修復応答に関して検討した。(4) 17種類のウィルスのプライマーを作成しPCR法により解析した。(5) Nanogプロモータ制御下にEGFP、ColIIプロモータ制御下にmCherryを発現するiPS細胞の樹立を目指した。

結果と考察

(1)ヒト滑膜間葉系幹細胞の単層培養時と比較して集合体では、軟骨分化関連遺伝子や抗炎症遺伝子の発現が上昇し、in vitro軟骨分化の評価で軟骨基質の産生が増加した。(2)10個の集合体を移植した群で、移植4、12週後に最も良好な軟骨の再生が得られた。(3) p16メチル化陽性細胞は0.1％でも検出できた。DNA損傷を加えたT細胞でAIDを検出できた。(4) 17種類のウイルスに対して1反応あたり50コピーの測定感度を持つPCR法を確立した。ヒト滑膜組織及び間葉系幹細胞31検体で、ウイルスがいずれも検出限界以下であることを確認した。(5) Nanogプロモータ制御下にEGFP、ColIIプロモータ制御下にmCherryを発現するベクターを開発し、 ATDC5細胞で確認した。

結論

(1)集合体にすることにより軟骨関連遺伝子発現等が増加した。(2) 兎軟骨欠損モデルで細胞集合体を低密度で移植した際に、最もよい軟骨修復が認められた。(3) p16メチル化断片とDNA損傷修復応答の解析手法を確立した。(4)17種類のウイルスを測定する検査系を作成した。31検体の滑膜組織・細胞では検出限界以下であった。(5) ATDC5細胞で軟骨分化に応じて緑から赤に変化するベクターを開発した。