温熱刺激を用いた関節軟骨再生の研究

热刺激关节软骨再生的研究

• 批准号: 15J06180
• 负责人: 伊藤 明良
• 金额: $ 1.75万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2015
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2015-04-24 至 2018-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15J06180/
• 关键词: 間葉系幹細胞; 骨軟骨欠損

間葉系幹細胞(MSCs)は骨、脂肪、軟骨細胞への分化能を有し、運動器に対する移植細胞として最も着目されている。すでに臨床研究においてMSCs移植治療効果の検討がなされているが、術後のリハビリテーションに関する検討は十分になされていない。本研究では、細胞を用いた再生医療の治療効果を、リハビリテーションによって最大限に引き出すことに着眼し、リハビリテーション介入の一つとして用いられる温熱刺激がMSCsの生存能・硝子軟骨分化能・細胞外基質形成能に及ぼす影響を明らかにすることを目的とし、温熱刺激によるMSCs移植後の関節軟骨再生効果を検証するものである。初年度では、実験で用いるMSCsの確立および温熱刺激の持続的負荷がMSCsに与える影響にかかわる実験を計画した。ラット大腿骨骨髄からMSCsを採取し、骨・脂肪・軟骨への分化誘導を試みた。その結果、骨および脂肪へは誘導されたが、軟骨分化誘導においては、軟骨特有の細胞外基質の産生が乏しく、プロトコルの見直しを行った。再検討した実験条件としては、用いるラットの週齢（7週齢～12週齢）、ペレット培養に用いる細胞数（25万～100万細胞/pellet）、軟骨分化誘導専用キットの使用、播種後のMSCsの選別などを検討した。しかしながら、若干の基質産生量亢進は認められたが、良好な軟骨基質形成にまでは至らなかった。現在、軟骨分化誘導に必須であるTGF-βの購入業者を変更して検討中である。MSCsの軟骨分化誘導に予定よりも時間を要しているため、同時にラット骨軟骨欠損モデルの確立のための予備的実験を、予定を早めて開始した。8週齢のWistar系雄性ラットの左右大腿骨滑車面中央部に直径1㎜のバイオプシーパンチで深さ1㎜の骨軟骨欠損を作成したところ、その良好な欠損作成再現性を確認した。今後これらの予備的実験を基に、温熱刺激介入実験を進める。

Mesenchymal stem cells (MSCs) は bone, fat, cartilage cells へ の differentiation can have し を, movement に す seaborne る transplanted cells と し て も the most eye さ れ て い る. す で に clinical research に お い て MSCs transplantation of unseen fruit の beg が 検 な さ れ て い る が, postoperative の リ ハ ビ リ テ ー シ ョ ン に masato す る beg は 検 very に な さ れ て い な い. This study で は, cell を い た for regenerative medical の unseen fruit を, リ ハ ビ リ テ ー シ ョ ン に よ っ て most time に き out す こ と に eyes し, リ ハ ビ リ テ ー シ ョ ン intervention の a つ と し て in い ら れ る warm stimulation が MSCs の can survive, can glass cartilage differentiation, extracellular matrix formation can に and ぼ す influence を Ming ら か に す る こ と を mesh The と と and the effect of warm stimulation on the regeneration of <s:1> articular cartilage after the transplantation of によるMSCs を検 evidence する <s:1> である である である である. Early annual で は, be 験 で with い る MSCs の establish お よ び warm stimulation の hold 続 load が MSCs に and え る influence に か か わ る be 験 を project し た. Youdaoplaceholder0 the bone marrow of the thigh bone らMSCsを were induced by みた and bone · fat · cartilage へ <s:1> differentiation を test みた. そ の results, bone お よ び fat へ は induced さ れ た が, cartilage differentiation inducing に お い て は characteristic の, cartilage extracellular matrix の produce が spent し く, プ ロ ト コ ル の see straight し を line っ た. Again beg し 検 た be 験 conditions と し て は, use い る ラ ッ ト の weeks 齢 齢 齢 ~ 12 weeks (7 weeks), ペ レ ッ ト cultivate に with い る cell number (250000 ~ 1 million cells/pellet), cartilage differentiation inducing 専 キ ッ ト の after use, seeding の MSCs の choose don't な ど を beg し 検 た. <s:1> ながら, a certain amount of <s:1> hyperproduction of matrix められたが, good な formation of cartilage matrix にまで to らな った った った. Now, chondrogenic differentiation induction に must であるTGF-β -nucleus purchasers を change <s:1> て検 to である. MSCs differentiation inducing に の cartilage designated よ り も time を し て い る た め, at the same time に ラ ッ ト osteochondral owe loss モ デ ル の establish の た め の reserve of be 験 を, designated を early め て began し た. Department of 8 weeks 齢 の Wistar male ラ ッ ト の femur block surface central department に diameter 1 ㎜ の バ イ オ プ シ ー パ ン チ で deep さ 1 ㎜ の osteochondral owe loss を made し た と こ ろ, そ の な owe damage done good reproducibility を confirm し た. In the future, the experimental base of を prepared by <s:1> れら を and the experimental base of thermal stimulation intervention を will be added to める.

项目成果

間欠的な温熱刺激を用いたヒト軟骨細胞による関節軟骨基質生成の試み‐三次元培養を用いたin vitro研究‐

尝试使用间歇性热刺激使用人软骨细胞生成关节软骨基质 - 使用三维培养的体外研究 -

• 发表时间: 2015
• 作者: A. Ito;H. Iijima;J. Tajino;M. Nagai;S. Yamaguchi;X. Zhang;T. Aoyama;H. Kuroki;A. Ito;伊藤明良，太治野純一，長井桃子，山口将希，飯島弘貴，張項凱，喜屋武弥，青山朋樹，黒木裕士
• 通讯作者: 伊藤明良，太治野純一，長井桃子，山口将希，飯島弘貴，張項凱，喜屋武弥，青山朋樹，黒木裕士

The effects of short-term hypoxia on human mesenchymal stem cell proliferation, viability and p16(INK4A) mRNA expression: Investigation using a simple hypoxic culture system with a deoxidizing agent.

• DOI: 10.46582/jsrm.1101005
• 发表时间: 2015
• 期刊: Journal of stem cells & regenerative medicine
• 影响因子: 2.7
• 作者: Ito A;Aoyama T;Yoshizawa M;Nagai M;Tajino J;Yamaguchi S;Iijima H;Zhang X;Kuroki H
• 通讯作者: Kuroki H

Periodic heat stimulus for extracellular matrix production on human chondrocytes.

定期热刺激人类软骨细胞产生细胞外基质。

• 发表时间: 2015
• 作者: A. Ito;H. Iijima;J. Tajino;M. Nagai;S. Yamaguchi;X. Zhang;T. Aoyama;H. Kuroki.
• 通讯作者: H. Kuroki.

Scaffold-Free Bio 3D Conduits for the Peripheral Nerve Regeneration

用于周围神经再生的无支架 Bio 3D 导管

• 发表时间: 2016
• 作者: J. Tajino;A. Ito;H. Yurie;R. Ikeguchi;S. Akieda;M. Tsuji;T. Aoyama
• 通讯作者: T. Aoyama

Effect of microfabricated microgroove-surface devices on the morphology of mesenchymal stem cells

• DOI: 10.1007/s10544-015-0016-0
• 发表时间: 2015-11
• 期刊: Biomedical Microdevices
• 影响因子: 2.8
• 作者: Xiangkai Zhang;T. Aoyama;T. Yasuda;Makoto Oike;A. Ito;J. Tajino;M. Nagai;R. Fujioka;H. Iijima;S. Yamaguchi;Norihiro Kakinuma;H. Kuroki