Differential regulation of TGFR family signaling and bone and cartilage tissue regeneration

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変形性関節症や関節リウマチなどの炎症を伴う骨・軟骨疾患の効果的な再生治療を目的として、簡便でかつ安全な手法での移植用の骨芽細胞、軟骨細胞、間葉系幹細胞等を作出する技術が望まれている。これまでに我々は、遺伝子導入技術を用いてヒト線維芽細胞より直接骨芽細胞を誘導する技術（ダイレクト・リプログラミング）を確立した。さらにより安全性と再現性が高い方法として、遺伝子を導入しなくても小分子化合物を添加して培養するだけで、直接骨芽細胞を誘導する技術（ケミカル・ダイレクト・リプログラミング）も確立した。それに加えて臨床応用を目指した際には、適切なScaffoldを開発し、その上で3Dケミカル・ダイレクト・リプログラム出来ることがさらに望ましい。そこで本研究ではこれまでに蓄積された我々の知見を生かし、シート型天然多糖由来Scaffoldを新規に開発し、そのscaffold上での3Dケミカル・ダイレクト・リプログラミングを行い、効果的な組織再生を図るとともに、より機能的な骨芽細胞、間葉系幹細胞などの樹立に最適化した小分子化合物をAIなどを用いて探索を進め、誘導の効率化を図ることを目的とする。本年度は昨年度の成果を発展させ、新規シート型天然多糖由来Scaffold上でのヒト線維芽細胞から骨芽細胞等への3Dケミカル・ダイレクト・リプログラミングの効率の向上、骨芽細胞、軟骨細胞、脂肪細胞への分化能と免疫抑制能を有する機能的な間葉系幹細胞様細胞の体細胞からの誘導等を行った。