癌化リスクを排除したiPS細胞由来三次元骨組織の創製と顎顔面骨欠損への応用

点击翻译按钮获取中文摘要

本研究は、マウス人工多能性幹細胞 (miPS細胞)を用い骨再生の基盤技術を構築することを目的とした。miPS細胞由来骨芽細胞の持つ骨基質形成能を利用し、in vitroで三次元骨組織を作製する。さらに、作成した三次元骨組織において細胞成分を全て取り除いたmiPS細胞由来骨組織が、人工骨などに置き換わる新たな医療材料として用いることができるかを検証するものである。申請者らは、マウス人工多能性幹細胞 (miPS細胞)、ヒト人工多能性幹細胞 (hiPS細胞)から低分子化合物のみを用い、無血清、無フィーダー細胞下で効率的に骨芽細胞に分化する方法を開発した。この誘導法は、生体内における骨芽細胞分化の過程を忠実に再現する方法であるとともに、骨格系前駆細胞、前骨芽細胞、骨芽細胞、骨細胞など、各ステージの細胞が豊富に存在するフェイズを持ち、誘導された骨芽細胞は、骨芽細胞関連遺伝子・タンパクの発現及び骨基質の石灰化という2つの生理的な特徴を有する。その基盤技術を元にin vitroにおけるmiPS細胞からの三次元骨組織を創製するため、三次元培養の足場としてアテロコラーゲンスポンジを用い、miPS細胞をアテロコラーゲンスポンジ内に播種し、骨形成能をin vitro および in vivoにおいて評価し、さらにEOG滅菌にて細胞成分の除去を行い、最終的には骨欠損モデルマウスにて骨再生能を有するかを最終目標とし研究を遂行した。