修飾一本鎖miRNAを搭載した新規遺伝子活性化人工骨基質の開発

开发配备修饰单链 miRNA 的新型基因激活人工骨基质

• 批准号: 21K17011
• 负责人: 楢原 峻
• 金额: $ 3万
• 依托单位: Nagasaki University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K17011/
• 关键词: 骨再生; GAM; miRNA; 核酸医薬

我々は、骨再生を促進するために化学修飾された一本鎖RNAを作製し、その効果を評価するという独自の研究を行った。この研究では、特定の機能を持つmiRNA、特にmiR20aの役割に注目した。miR20aは、細胞増殖、分化、アポトーシス等の生物学的プロセスを調節することが知られており、その機能を活用することで、骨再生における新たな可能性を開くと考えた。我々は、このmiR20aを化学修飾し、一本鎖RNAを作製した。次に、この修飾されたmiR20aを、骨再生に関与する様々な細胞、例えば骨髄由来間葉系幹細胞（MSC）、線維芽細胞、マクロファージ、血管内皮細胞などへ導入した。導入後の細胞の挙動や特性変化を、in vitroで評価した。更に、化学修飾したmiR20aを、人工骨基質であるオクタリン酸カルシウム/コラーゲン（OCP/Col）に吸着させた。そして、これを凍結乾燥させることで、骨誘導能を有する新規GAM（Gene Activated Matrix）を作製した。この新規GAMは、実際の骨再生に対する有効性を評価するため、ラットの頭蓋骨欠損および増生モデルに移植した。その結果、一定の有意差を持った骨形成が確認され、作製したGAMが骨再生に対して有効であることが示された。この研究は、miRNAを利用した骨再生療法の新たな可能性を示すものである。骨再生医療の新たなアプローチとして、今後の応用が期待される。また、本手法は、他の組織や器官の再生療法にも応用可能であり、再生医療全体の発展に寄与する可能性がある。

We are conducting independent research on the chemical modification of DNA. This research focuses on miRNA, miR20a and miRNA specific functions. MiR20a opens up new possibilities for the regulation of biological functions such as cell proliferation, differentiation, and bone regeneration. We have chemically modified miR20a and made it into an essential RNA. Next, miR20a, bone regeneration related cells, such as bone derived mesenchymal stem cells (MSC), vascular germ cells, vascular endothelial cells, etc. After introduction, the cell's dynamic characteristics changed, and in vitro, the evaluation was carried out. In addition, chemical modification of miR20a, artificial bone matrix can be used for adsorption of OCP/Col. The new regulation of Gene Activated Matrix (GAM) is introduced in this paper. This new regulation, GAM, is intended to evaluate the effectiveness of actual bone regeneration and to prevent the implantation of damaged and increased skull bones. The result is that there is a definite difference in bone formation and bone regeneration. This study demonstrates the potential for new bone regeneration therapies using miRNA. The new bone regeneration medical treatment is expected to be used in the future. This method is applicable to regenerative therapy of other tissues and organs, and the development of regenerative medicine is possible.