発生過程における細胞凝集を模倣した分離・分化制御法を用いた骨・軟骨再生技術の開発

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1.細胞凝集による幹細胞の分離・細胞分化の解析骨・軟骨発生の初期において間葉系細胞が凝集した後に基質を分泌して分化が行われる。インテグリンなどの接着分子は幹細胞において強く発現しており、細胞凝集、増殖や分化において重要である。また、3次元的な環境が骨・軟骨分化を促進すると報告されている。旋回培養法にて形成される骨髄細胞由来の細胞塊をPCRや免疫染色を用いて分化マーカーの確認を行なった。旋回培養法において骨分化培地を用い,細胞塊として培養することにより骨分化誘導が可能であり、軟骨分化培地を用いることにより、軟骨分化誘導が可能であった。本培養法は発生における細胞凝集ステップを生体外においてシミュレーションするものであり、短時間で効率よく多数の細胞塊を形成し、骨あるいは軟骨への分化が促進された。2.細胞塊の実験動物を用いた移植実験旋回培養法にて形成される骨髄細胞由来の細胞塊をラット頭蓋骨骨欠損モデルへ移植し、8週後に組織染色、マイクロCT、ラマンスペクトル解析および3点曲げによる破壊試験などにより評価した。組織学的に細胞塊移植群は骨欠損部に骨形成が見られ、細胞塊非移植群ではほとんど骨形成はなく、線維組織が形成されていた。細胞塊移植によって形成された新生骨は、構造的にも力学的にも既存骨に近似した性質を持つことが示唆され、スキャフォルドフリーにおいても組織再生に応用できる可能性が示唆された。