脂肪由来細胞を用いた骨・軟骨3次元組織の構築に関する研究

利用脂肪源细胞构建3D骨和软骨组织的研究

• 批准号: 19659393
• 负责人: 植村 壽公
• 金额: $ 2.05万
• 依托单位: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 2008
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19659393/
• 关键词: 脂肪; 間葉系幹細胞; 骨・軟骨; cbfal

平成20年度は昨年度行った「脂肪由来間葉系幹細胞のCbfa1過剰発現による骨芽細胞への分化、骨形成促進効果に関する研究」を更に進めた。昨年度はCbfa1遺伝子の組み換えアデノウイルスを、MOI=100〜500程度でラット脂肪由来細胞に感染させ、Northern blotによりCbfa1の発現、そしてその過剰発現によるオステオカルシン発現の変化、骨芽細胞への分化能、骨形成能などを確認した。本年度は、培養骨移植法に従って移植実験を行うために、細胞足場材料の検討を行い、セラミックス系材料よりポリマー系多孔性材料が適していることを見出し、ポリ乳酸系スキャホールドOPLA(PL(LA-DLA))を選択した。OPLAブロックにCbfa1遺伝子の組み換えアデノウイルスを感染させた脂肪細胞を導入し、インビトロで骨誘導培地のもと培養し、ラット背部皮下に移植した。コントロールとして、非感染群を同じラット皮下に移植した。コントロール群は、インビトロでの骨誘導培養により一旦骨芽細胞様の細胞に分化するが、移植後8週間で、脂肪細胞が頻繁に観察され、骨形成はわずかしか観察できなかった。一方、Cbfa1感染群は、コントロール群のような脂肪細胞の発現はなく、HE染色像で顕著な新生骨再生が確認できた。またTRAP染色により破骨細胞の発現が確認され、骨のリモデリングが起こっていることが示唆された。以上の結果から、脂肪細胞由来の幹細胞は一旦骨芽細胞様細胞に分化誘導してもインビボで脂肪細胞へのtransdifferentiationが起こりやすく、Cbfa1遺伝子導入によりインビボでの骨形成が可能となることがわかった。また、血管誘導性のvegf遺伝子導入を併用すると骨再生能が向上することが分かった。

In 2010, we conducted research on "Cbfa1 gene expression in adipogenic mesenchymal stem cells and related effects of bone bud differentiation and bone formation promotion." Last year, the expression of Cbfa1 gene, the differentiation of bone bud cells and the increase of bone formation ability were confirmed by Northern blot. This year, the selection of OPLA(PL(LA-DLA)) was made in the study of cell podo-field materials, the development of cell-based materials, and the selection of cell-based porous materials. OPLA is a new type of adipocyte that can be cultured in vitro and transplanted subcutaneously into the back. Subcutaneous transplantation is the same for non-infected groups. The osteogenic culture of osteoblasts and adipocytes was observed frequently 8 weeks after transplantation, and bone formation was observed once the osteoblasts differentiated. A side, Cbfa1 infection group, a group of fat cells, HE staining, bone regeneration. The development of osteoclasts was confirmed by TRAP staining, and the development of osteoclasts was confirmed by TRAP staining. As a result, adipocyte-derived stem cells can be induced to differentiate into osteoblast cells, and adipocyte transdifferentiation can be initiated by Cbfa1 gene transfer. The combination of vascular induction and vegf gene introduction can promote bone regeneration.

项目成果

Gene Expression Analysis of Major Lineage Defining Factors in Human Bone Marrow Cells-Effect of Aging, Gender, Age-related Disorder and Nonsteroidal Anti-inflammatory Drug(NSAID

人骨髓细胞主要谱系定义因子的基因表达分析-衰老、性别、年龄相关疾病和非甾体抗炎药（NSAID）的影响

• 发表时间: 2008
• 期刊: Journal of Orthopaedic Research (Published on line)
• 作者: Jiang Ying;Hajime Mishima;Shinsuke Sakai;Yin-kun Liu;Yoshimi Ohyabu;Toshimasa Uemura
• 通讯作者: Toshimasa Uemura

Bone formation induced by adenoviral vector carrying cbfal/Runx2 genes released from Biodegradable porous materials on non-traumatic animal models of osteonecrosis of the femoral head

可生物降解多孔材料释放的携带cbfal/Runx2基因的腺病毒载体诱导非创伤性股骨头坏死动物模型骨形成

• 发表时间: 2009
• 期刊: Journal of Tissue Engineering and Regenerative Medicine 2
• 作者: S. Sakai;M. Tamura;H. Mishima;H. Kojima;T. Uemura
• 通讯作者: T. Uemura

3D-structure of hyaline cartilage tissue with adult human bone marrow derived cells using RWV Bioreactor

使用 RWV 生物反应器绘制具有成人骨髓来源细胞的透明软骨组织的 3D 结构

• 发表时间: 2009
• 期刊: Journal Orthopaedic Research 27
• 作者: S. Sakai;H. Mishima;T. Ishii;T. Yoshioka;Y. Ohyabu;C. Fei;N. Ochiai;T. Uemura
• 通讯作者: T. Uemura