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

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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。