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骨髄間葉系幹細胞を用いた移植用高品質軟骨様組織作製法の開発

利用骨髓间充质干细胞开发用于移植的高质量软骨样组织生产方法

基本信息

批准号：
14J00491
负责人：
佐藤康史
金额：
$ 1.24万
依托单位：
Foundation for Biomedical Research and Innovation (2015)Hokkaido University (2014)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2014
资助国家：
日本
起止时间：
2014-04-25 至 2016-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

軟骨再生治療を目的として、これまでにヒト骨髄由来間葉系幹細胞からスキャフォールドを用いずに軟骨様細胞シートを作製する方法を報告している。一方で、細胞シート中の細胞外マトリックス（ECM）蓄積量が正常軟骨組織と比べ少ないため、軟骨様細胞シート中のECMを増加させることを目的とし、ECM合成を刺激する添加物の検討とその作用機序の解明を検討した。コラーゲンの立体構造の形成に重要な役割を果たすアスコルビン酸を高濃度で添加した場合、細胞シートの湿重量と共にⅡ型コラーゲンの蓄積量が増加した。一方でアスコルビン酸と同様に細胞内の抗酸化物質として機能するグルタチオンを添加した場合、細胞シートの湿重量と共にⅡ型コラーゲンの蓄積量も濃度依存的に減少した。このことからアスコルビン酸によるⅡ型コラーゲンの増加は抗酸化作用によるものではないことが推定された。一方、コラーゲンを添加した場合、単独添加では細胞シートのⅡ型コラーゲン蓄積量のみが増加した。アスコルビン酸とコラーゲンの同時添加を行った結果、非添加群と比較して、湿重量は約２０％増加し、Ⅱ型コラーゲン蓄積量は約8倍に増加した。関連する遺伝子発現を解析した結果、同時添加によりⅡ型コラーゲンのmRNAの発現が約2倍に増加した。一方で、Ⅱ型コラーゲンの分解酵素であるMMP-13の発現は、それぞれの単独添加で約30%減少し、同時添加により約70%減少した。このことから、アスコルビン酸とコラーゲンの添加効果はⅡ型コラーゲンの合成促進および分解抑制によるものであると推察された。また、軟骨様細胞シートの治療効果検証のため、軟骨欠損モデルを用いて動物実験を行った結果、細胞シート移植群で非移植群と比べ軟骨組織の修復を認め、組織学的にも正常軟骨に近く、良好な改善を示した。このことから、間葉系幹細胞から作製した軟骨様細胞シートが臨床応用できる可能性が示唆された。

The aim of cartilage regeneration therapy is to report the method of cartilage regeneration by mesenchymal stem cells. The accumulation of extracellular matrix (ECM) in cartilage tissue is higher than that in normal cartilage tissue. The mechanism of ECM synthesis is discussed. When high-concentration ascorbic acid, which is important for the formation of the three-dimensional structure of quercetin, is added, the wet weight of the cell and the accumulation of type II quercetin increase. In addition, the accumulation of anti-acidifying substances in the cells depends on the concentration of anti-acidifying substances in the cells. This is the second type of acid. In addition, the accumulation of cell type II cells increased. The wet weight of the non-additive group increased by about 20%, and the accumulation of the type II group increased by about 8 times. The expression of type II mRNA increased by about 2-fold when the expression of related genes was analyzed and added simultaneously. The expression of MMP-13 was reduced by about 30% when the enzyme was added alone and by about 70% when the enzyme was added simultaneously The effect of the additive on the synthesis and inhibition of the decomposition of carbon dioxide is discussed. The results of treatment of cartilage cells, cartilage defects, animal results, cell transplantation, non-transplantation, and repair of cartilage tissue, histological improvement of normal cartilage, were demonstrated. The possibility of clinical application of mesenchymal stem cells in the development of chondrocytes has been demonstrated.