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軟骨細胞に最適化したバイオリアクターの開発

开发针对软骨细胞优化的生物反应器

基本信息

批准号：
16659406
负责人：
石黒直樹
金额：
$ 2.11万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至 2005
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-16659406/
关键词：
軟骨細胞 SOX9 Type II collagen aggrecan バイオリアクター

项目摘要

目的:軟骨細胞移植の臨床研究に向けて均質で高品質な培養軟骨細胞を短時間に多量に供給可能な培養装置(バイオリアクター)の開発とその最適な培養条件を検討する。研究方法及び結果(1)ウサギ軟骨細胞を大腿骨、頸骨より採取し、SOX9遺伝子発現を指標に単層培養にて細胞増殖能を検討した。増殖した細胞を再びアガロースゲルを使用した3次元培養法にて培養、細胞増殖と基質合成能、SOX9遺伝子発現を調べた。SOX9,Type II collagen, Aggrecan遺伝子の発現をRT-PCRにて定量的に確認した。これら軟骨形質に関わる遺伝子は単層培養では培養早期から低下を示した。単層培養を継代することにより失われた軟骨細胞の形質はSOX9遺伝子の導入のみでは困難であった。又3次元培養に戻しても部分的な回復に止まった。現状の単層培養による細胞増殖では培養期間に限度があることが判明した。(2)機械的刺激下培養条件での軟骨細胞培養ヒト軟骨細胞様細胞株HCS2/8に3次元下に機械的刺激を加える装置を作成した。細胞をコラーゲン内に3次元培養しこれに変形力を加えて細胞に圧縮と伸張変形を起こすことができた。3次元培養で各種力学的刺激を軟骨細胞に加えることにより軟骨細胞の代謝に変化が起こることを示した。特にII型コラーゲンとアグリカン合成能は条件により大きく影響を受けることが明らかとなった。考案:本研究により単層培養の軟骨細胞増殖に限界があることが確認された。これは遺伝子導入では回復困難であるため、脱分化させない培養条件が必須である。3次元培養下での機械的刺激によって基質合成活性を高め、軟骨細胞形質の維持が可能であることが明らかとなった。今後は装置の最適化と大型化を図る。軟骨細胞単層培養による増殖から、3次元培養、大型バイオリアクターによる形質維持と基質合成により適切な軟骨擬似組織が臨床研究材料として提供できるように更に研究を進める予定である。

Objective: To investigate the optimal culture conditions for chondrocyte transplantation in order to provide high quality chondrocyte culture in a short time and in large quantity. Methods and Results: (1) To investigate the proliferation of chondrocytes in thigh bone and neck bone, SOX9 gene expression and cell proliferation in monolayer culture. Cell growth and development is regulated by the use of three-dimensional culture methods. The detection of SOX9,Type II collagen, Aggrecan gene was confirmed quantitatively by RT-PCR. The quality of cartilage is closely related to the growth of embryos in single layer culture. It is difficult to introduce SOX9 gene into chondrocytes in single layer culture. And three dimensional culture, part of the recovery. The limit of cell proliferation in the present layer culture is determined. (2)Chondrocyte culture under mechanical stimulation conditions Chondrocyte cell line HCS2/8 was prepared under mechanical stimulation conditions The cell is in the middle of a three-dimensional culture 3D culture All kinds of mechanical stimulation of chondrocytes Special type II Examination: This study was conducted to confirm the limits of chondrocyte proliferation in monolayer culture. It is difficult to introduce and dedifferentiate seeds into culture. 3-D culture of the mechanical stimulation of matrix synthesis activity, cartilage cell quality maintenance is possible In the future, the optimization and large-scale development of the equipment will be carried out. Chondrocyte monolayer culture, proliferation, three-dimensional culture, large-scale chondrocyte culture, morphological maintenance, matrix synthesis, appropriate chondrocyte-like tissue, clinical research materials, and further research

项目成果

期刊论文数量（17）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Calcium signaling pathway involving calcineurin regulates interleukin-8 gene expression through activation of NF-kappaB in human osteoblast-like cells

涉及钙调神经磷酸酶的钙信号通路通过激活人成骨细胞样细胞中的 NF-κB 调节白细胞介素 8 基因表达

DOI：
发表时间：
2004
期刊：
J Bone Miner Res 19
影响因子：
0
作者：
Hirohito Mitsuyama;Fukushi Kambe;Ryuichiro Murakami;Xia Cao;Naoki Ishiguro;Hisao Seo
通讯作者：
Hisao Seo

Microspherule protein 1, Mi-2beta, and RET finger protein associate in the nucleolus and up-regulate ribosomal gene transcription

微球蛋白 1、Mi-2beta 和 RET 指蛋白在核仁中结合并上调核糖体基因转录

DOI：
发表时间：
2005
期刊：
J Biol Chem 280
影响因子：
0
作者：
K Shimono;Y Shimono;K Shimokata;N Ishiguro;M Takahashi
通讯作者：
M Takahashi

Involvement of reactive oxygen species in cyclic stretch-induced NF-kappaB activation in human fibroblast cells.

活性氧参与人成纤维细胞循环拉伸诱导的 NF-κB 激活。

DOI：
发表时间：
2005
期刊：
Br J Pharmacol 145(3)
影响因子：
0
作者：
Amma H;Naruse K;Ishiguro N;Sokabe M
通讯作者：
Sokabe M

Effects of hyperbaric oxygen on GDNF expression and apoptosis in spinal cord injury

DOI：
10.1097/00001756-200410250-00014
发表时间：
2004-10
期刊：
NeuroReport
影响因子：
1.7
作者：
Yimin Yu;Y. Matsuyama;M. Yanase;S. Ito;Kayo Adachi;Kotaro Satake;N. Ishiguro;K. Kiuchi
通讯作者：
Yimin Yu;Y. Matsuyama;M. Yanase;S. Ito;Kayo Adachi;Kotaro Satake;N. Ishiguro;K. Kiuchi

Midkine, a heparin-binding growth factor, is fundamentally involved in the pathogenesis of rheumatoid arthritis