【研究分野】歯科医用工学・再生歯学

【研究領域課題番号】25670834 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

骨欠損 / 再生医療 / 破骨細胞 / 異物巨細胞 / 肉芽腫 / 酒石酸抵抗性酸性ホスファターゼ / カテプシンK / 骨代謝 / 骨形成 / 骨芽細胞 / 幹細胞 / 骨代替材料

【研究成果の概要】

本研究課題は、骨欠損部位にセラミック顆粒と骨芽細胞に分化する骨髄間葉系幹細胞及び破骨細胞を移植することで、骨再生を促進することを目指して行われた。骨髄間葉系細胞移植は骨形成と破骨細胞誘導を同時にもたらし、移植物の骨組織への置換に単独で寄与することを示した。また、水熱法で作製された柱状粒子ハイドロキシアパタイトを移植すると、骨髄間葉系細胞を移植しなくても破骨細胞に近い形質の多核巨細胞が形成され、さらに、移植条件により破骨細胞に近い形質のものから異物巨細胞に近い形質のものまで異なる巨細胞が形成されることを示し、破骨細胞と異物巨細胞の分化機構に関する重要な細胞生物学的知見を得ることができた。

【研究種目】挑戦的萌芽研究

【研究期間】2013-04-01 - 2016-03-31

【配分額】3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)

【研究分野】矯正・小児系歯学

【研究領域課題番号】16592039 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

歯学 / 再生医療 / 骨代謝 / 再生医学 / 再生骨軟骨 / 液性因子 / 脱分化 / 口唇口蓋裂 / 統計的手法 / 細胞分化

【研究成果の概要】

本研究では、顎裂部骨移植への再生医療の導入とその矯正学的評価系の確立を目指し、顎裂部への移植骨作成のための基礎的検討を行った。研究内容は大別すると、(1)間葉系細胞による再生骨軟骨組織作成のための基礎的研究、ならびに(2)骨軟骨細胞の分化制御メカニズムの解明、の二項目からなる。(1)については、インフォームドコンセントに基づき、口唇口蓋裂をはじめとする先天奇形に対する手術の際に得られたヒト由来細胞の増殖・分化条件の最適化を試みた。最初に、再生組織を作成するための必要細胞数は10^9のオーダーであると算出し、細胞増殖のゴールを最初の1000倍増と設定し、(1)安全性の面からFBSは用いない、(2)細胞の特性を出来る限り維持した状態で1000倍以上の増殖を獲得する、(3)すでに臨床応用実績のある増殖因子を使用する、という基準で各種増殖因子の組み合わせの最適化を図り、軟骨細胞については、FGF-2、insulinあるいはIGF-Iの組み合わせが最適であることを明らかとした。ついで、軟骨細胞増殖培養に伴って生じる細胞の脱分化という問題に対処すべく、脱分化型軟骨細胞を再分化させるための液性因子の組み合わせを網羅的に検索したところ、BMP-2とinsulin、甲状腺ホルモン(T3)の組合せ(BIT)が理想的な再分化誘導法であることを見出した。また、臨床応用が期待されるいくつかのハイドロゲルについて、骨軟骨再生における足場素材としての特性を明らかにするために細胞に対する増殖、基質産生効果を評価した。(2)については、CGK IIが軟骨分化に重要な機能を有すること、骨系統細胞の分化においてCdk6が分化抑制因子として非常に重要な機能を果たしていること、骨再生医療に用いる新規シグナル候補としてCdk4/CyclinD1が有望であることなどを報告し、骨軟骨再生医療の発展に不可欠な骨軟骨細胞の分化増殖メカニズムの解明を行った。(752字)

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2004 - 2005

【配分額】3,600千円 (直接経費: 3,600千円)