生体因子グラジエント化足場材料を利用した幹細胞からの骨-軟骨組織界面の再生

使用生物因子梯度支架材料从干细胞再生骨-软骨组织界面

• 批准号: 18300163
• 负责人: 山本 雅哉
• 金额: $ 6.6万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18300163/
• 关键词: グラジエント化; 生体因子; 足場材料; 幹細胞; 骨軟骨再生

本研究の目的は、骨、軟骨分化に関与する細胞増殖因子や転写因子などの生体因子の濃度勾配が空間的に制御された、幹細胞のための生体因子グラジエント化足場材料を創製することである。本年度は、幹細胞の骨分化、軟骨分化を空間的にコントロールするために、生理活性を保持した細胞増殖因子のタンパク質の濃度グラジエントをもつ足場材料、ならびに、骨分化に必須の転写因子であるRunx2に対するsmall interference RNA(siRNA)を利用して、Runx2に対するRNA干渉について、骨芽細胞様細胞株を用いて検討した。ポリアクリルアミドを表面グラフト化した不織布に対して、高分子鎖の酸アミド結合を一方向の濃度勾配をもつように加水分解反応することによって、官能基濃度のグラジエントをもつ傾斜機能化材料を得た。また、濃度勾配は加水分解の反応条件により変化させることができた。導入したカルボキシル基に対して両末端アミノ基をもつ化合物を導入後、ヘパリンをイオン結合により導入した。多くの細胞増殖因子はヘパリンに親和性があるため、その一例として塩基性線維芽細胞増殖因子(bFGF)を用いたところ、ヘパリンを介して傾斜的にbFGFが導入され、細胞内シグナルの一つであるErkを活性化していることがわかった。一方、Runx2に対するsiRNA配列を設計し、骨芽細胞様細胞株であるMC3T3-E1に作用させた。骨形成因子(BMP-2)存在下、3日間培養後、Real-time PCRを用いてRunx2の遺伝子発現を調べたところ、Runx2に対するRNA干渉能の高いsiRNAを見いだすことができた。このsiRNAを傾斜機能化材料へ応用することにより、幹細胞の増殖分化を傾斜的にコントロールすることができる足場材料を設計することができると考えられる。

The aim of this study was to create a new material for the regulation of bone, cartilage differentiation and stem cell growth factors by regulating the concentration of cell growth factors and cytokines. This year, the development of stem cell bone differentiation and cartilage differentiation space, the maintenance of physiological activity, the concentration of cell growth factors, the use of small interference RNA(siRNA), Runx2-related RNA stem cells, and the use of bone bud cell lines were discussed. A functional material is obtained by mixing the surface of a nonwoven fabric with the concentration of a polymer chain and the concentration of a functional group in one direction. For example, if the concentration of water is adjusted, the reaction conditions for hydrolysis will be changed. After the introduction of the compound, the compound was introduced into the body. Many cell growth factors have affinity with each other. In one case, basic fibroblast growth factor (bFGF) is introduced into the cell. In another case, bFGF is activated in the cell. The siRNA sequences for Runx2 and MC3T3-E1 were designed and used in bone bud cell lines. In the presence of bone morphogenetic factor (BMP-2), after 3 days of culture, Real-time PCR was used to modulate the expression of Runx2 gene, Runx2 gene and RNA interference. This siRNA is designed for use in functional materials such as stem cell proliferation and differentiation.

项目成果

Fabrication of three dimensional cell scaffolds with spatial gradients of biomolecules

具有生物分子空间梯度的三维细胞支架的制造

• 发表时间: 2007
• 期刊: Inflammation and Regeneration 27(2)
• 作者: Yamamoto;M.;Yanase;K.;Tabata;Y.
• 通讯作者: Y.