ｍＲＮＡ送達機能構造材料を用いた骨・軟骨再生法の開発に関する基礎的検討

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1. 骨・軟骨再生誘導シグナルネットワークとシグナル因子送達法の最適化：シグナル因子を細胞内に導入し、RNA シーケンス法（RNA-seq）による網羅的な遺伝子発現解析を行い、その下流で発現上昇する遺伝子の検証を開始した。転写因子より下流の絞り込みにおいては、RNA-seq とクロマチン免疫沈降シーケンス法（ChIP-seq）を併用することで、当該転写因子のゲノム標的と直接標的遺伝子の同定に着手した。2. 足場素材の三次元形状制御方法の最適化：基本設計、骨・軟骨欠損の形状に適合するために要求される造形精度および力学的強度、生分解性、統合インターフェースとなる高機能ハイドロゲルユニットと複合するための濡れ性・表面粗さについて、粉体材料の粒径、硬化液のpH・粘度、インクヘッドからの硬化液の吐出量を変化させて最適化を開始した。3. 高機能ハイドロゲルユニットの開発と四次元足場システムの創製：最終的に使用される環境である生体内でハイドロゲルを使用するためには、①水中での膨潤制御、②水中での力学的強度保持、③網目サイズの制御、④③と協調した分解性制御、⑤生体適合性が求められ、これらを満足する材料は存在しない。①水中での膨潤制御に関して、ゲル化臨界点直前のクリティカルクラスターをプレゲルとして用いて「クリティカルゲル」を作製し、浸透圧を低下させることに成功した。また、高分子ユニットの親・疎水性を調整してχパラメーターを制御することで、分解しても膨潤しない「θ（非膨潤状態）ゲル」の作製に着手した。37℃付近・水中での非膨潤あるいは膨潤圧の軟部組織圧（1 kPa 程度）への低下を目指している。基盤研究（S）の採択に伴い、以降の研究成果は基盤研究（S）に移行する。