三次元間葉系幹細胞集塊を細胞製剤として応用する新規歯周組織再生療法開発

使用三维间充质干细胞聚集体作为细胞制剂开发新型牙周组织再生疗法

• 批准号: 18J13726
• 负责人: 本池 総太
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: Hiroshima University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2018
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2018-04-25 至 2020-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18J13726/
• 关键词: C-iMSCs; ゼノフリー; 骨組織再生機序; SF-C-iMSC; Serum-free; 骨分化能

本研究課題の目的は、iPS細胞から誘導されたMSCsを、申請者らが独自に開発した間葉系幹細胞集塊clumps of MSCs/ECM complexes (C-MSCs) に加工(C-iMSCs)し、それを細胞製剤として供給する新規歯周組織再生療法の開発である。研究初年度には、安全性の高い細胞移植治療法を確立するため、無血清条件下でC-iMSCsを作製し、その高い骨組織再生能を明らかとした。研究2年度には、より臨床応用に近い血清不含/他種動物成分不含のゼノフリー (XF) 条件下にC-iMSCsを作製することと、これまで不明であった骨組織再生機序の解明を目指した。XF 条件下にiPS細胞からMSCsを誘導し、集塊化させることでC-iMSCsを作製した(XF-C-iMSCs)。XF-C-iMSCsは従来と同様に豊富な細胞外基質から構成され、MSCs特性も維持されていることが確認された。さらに、XF-C-iMSCsの移植はSCIDマウス頭蓋冠骨欠損に効果的な骨再生を誘導した。続いて、C-iMSCsの骨組織再生機序を解析するにあたり、その対照実験として、ヒト骨髄由来C-MSCsを用いた検討を行った。XF条件下に作製したC-MSCsをSCIDマウス頭蓋冠骨欠損モデルに移植し、ヒト特異抗体を用いた免疫染色によって、再生骨組織におけるドナー細胞の挙動及び骨基質の分布を経時的に評価した。その結果、欠損中央部に形成された骨様組織は、ヒト骨基質とヒト骨芽細胞様細胞・骨細胞様細胞から構成されており、骨断端部から添加される新生骨内は、宿主細胞に由来するものであることが明らかとなった。以上の結果から、C-MSCs移植による骨組織再生機序は、ドナー細胞自身の骨分化と宿主細胞の骨形成能促進によるものであることが示唆された。現在、この結果を受けて、XF-C-iMSCsの骨組織再生機序を解析中である。

The purpose of this study is to develop MSCs from iPS cells, to develop mesenchymal stem cell clusters of MSCs/ECM complexes (C-MSCs), to process (C-iMSCs), and to develop novel peripheral tissue regeneration therapies for cell culture and supply. At the beginning of the study, the safety of cell transplantation therapy was established, and the production of C-iMSCs under serum-free conditions and the high bone regeneration ability were demonstrated. During the second year of the study, C-iMSCs were produced for clinical use without serum or other animal components without XF (XF). The understanding of the bone tissue regeneration mechanism is unclear. Under XF conditions, iPS cells were induced, aggregated, and C-iMSCs were produced (XF-C-iMSCs). XF-C-iMSCs have been identified for their rich extracellular matrix composition and maintenance of MSCs characteristics. In addition, XF-C-iMSCs transplantation can induce bone regeneration due to coronary bone defect. The mechanism of bone regeneration of C-iMSCs was analyzed. C-MSCs were prepared under XF conditions and evaluated for bone marrow cell movement and bone matrix distribution by immunostaining with specific antibodies. As a result, the central part of the defect is formed, the bone tissue is formed, the bone matrix is formed, the bone bud cell is formed, the bone cell is formed, the bone fracture end is added, the new bone is formed, and the host cell is formed. The above results indicate that the bone regeneration mechanism of C-MSCs transplantation can promote bone differentiation and bone formation of host cells. Now, with these results in mind, the bone tissue regeneration mechanism of XF-C-iMSCs is still being analyzed.

项目成果

Clumps of Mesenchymal Stem Cell/Extracellular Matrix Complexes Generated with Xeno-Free Conditions Facilitate Bone Regeneration via Direct and Indirect Osteogenesis

• DOI: 10.3390/ijms20163970
• 发表时间: 2019-08-02
• 期刊: INTERNATIONAL JOURNAL OF MOLECULAR SCIENCES
• 影响因子: 5.6
• 作者: Motoike, Souta;Kajiya, Mikihito;Kurihara, Hidemi
• 通讯作者: Kurihara, Hidemi

間葉系幹細胞集塊Clumps of MSCs/ECM complexによる骨組織再生機序の解析

间充质干细胞簇/ECM复合物团块分析骨组织再生机制

• 发表时间: 2019
• 作者: Motoike Souta;Kajiya Mikihito;Komatsu Nao;Takewaki Manabu;Horikoshi Susumu;Matsuda Shinji;Ouhara Kazuhisa;Iwata Tomoyuki;Takeda Katsuhiro;Fujita Tsuyoshi;Kurihara Hidemi;本池 総太
• 通讯作者: 本池 総太