iPS細胞スフェロイドのサイズ制御と小分子化合物を応用した新規骨再生技術の開発

昨今のインプラント治療の普及に伴い，安全かつ確実に骨欠損を再生する骨造成技術が求められている.近年，個々の患者から作製可能なiPS細胞を骨再生医療 に応用するべく研究がなされているが，iPS細胞を安全かつ確実に分化誘導する方法はいまだ確立されていない.iPS細胞は三次元培養により作製されるスフェロ イドから細胞増殖ならびに目的細胞へ分化誘導を行うことが知られており，スフェロイドの大きさや形態の違いが分化効率や再現性，未分化状態維持に影響を及ぼす可能性が示唆されている.また，申請者らはこれまで独自のスクリーニングシステムにより，細胞分化を促進する小分子化合物としてPKC inhibitorである iso-H-7を見出した.そこで，本研究の目的は iPS細胞スフェロイドのサイズ制御を行い，これにiso-H-7を応用した新たな分化誘導方法を用いることによって， iPS細胞を応用した新たな骨再生技術を開発することである.令和4年度は, 空間形状が付与された丸底プレート（Elplasia，Corning）を用いてマウスiPS細胞スフェロイドを作製し，ヒストグラムを用いた画像を用いたスフェロイドの面積計算，およびHE染色，TEM画像観察，live and dead染色，TUNEL染色による内部構造の観察を行なった．サイズ計測の結果，単層培養と比較して，マイクロウェルプレートは均一なスフェロイドの作製が可能であることが明らかとなった．内部構造観察の結果，最もサイズの大きい700CSは内部に細胞の溶解を示唆したアポトーシスによる死細胞を含んだ2層構造となっており，700CS内部のアポトーシス細胞は100CS，400CSと比較して有意に広範囲であった（P ＜0.001）．

昨今のインプラント治療の普及に伴い，安全かつ確実に骨欠損を再生する骨造成技術が求められている.近年，個々の患者から作製可能なiPS細胞を骨再生医療 に応用するべく研究がなされているが，iPS細胞を安全かつ確実に分化誘導する方法はいまだ確立されていない.iPS細胞は三次元培養により作製されるスフェロ イドから細胞増殖ならびに目的細胞へ分化誘導を行うことが知られており，スフェロイドの大きさや形態の違いが分化効率や再現性，未分化状態維持に影響を及ぼす可能性が示唆されている.また，申請者らはこれまで独自のスクリーニングシステムにより，細胞分化を促進する小分子化合物としてPKC inhibitorである iso-H-7を見出した.そこで，本研究の目的は iPS細胞スフェロイドのサイズ制御を行い，これにiso-H-7を応用した新たな分化誘導方法を用いることによって， iPS細胞を応用した新たな骨再生技術を開発することである.令和4年度は, 空間形状が付与された丸底プレート（Elplasia，Corning）を用いてマウスiPS細胞スフェロイドを作製し，ヒストグラムを用いた画像を用いたスフェロイドの面積計算，およびHE染色，TEM画像観察，live and dead染色，TUNEL染色による内部構造の観察を行なった．サイズ計測の結果，単層培養と比較して，マイクロウェルプレートは均一なスフェロイドの作製が可能であることが明らかとなった．内部構造観察の結果，最もサイズの大きい700CSは内部に細胞の溶解を示唆したアポトーシスによる死細胞を含んだ2層構造となっており，700CS内部のアポトーシス細胞は100CS，400CSと比較して有意に広範囲であった（P ＜0.001）．