新しい軟骨移植素材を用いた軟骨再生の開発

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膝関節の軟骨欠損は外傷や変形性関節症など様々な疾患が原因となり、患者数も多い。人工関節を回避するため、軟骨再生を促進する軟骨再生製品が開発されつつある。しかし、現時点ではこの臨床ニーズに即した再生医療方法は確立されていない。申請者らは、ヒト多能性幹細胞（ES細胞/iPS細胞）を用いて、高い軟骨分化指向性を有し、拡大培養可能で、前向き品質管理が可能なヒト軟骨前駆細胞を大量に調整する技術を開発することに成功し、多様なモダリティを有する軟骨再生移植素材を開発する準備を整えた。また、開発したヒト軟骨前駆細胞を細胞源とし、球状の軟骨組織の作成に成功した。そこで、本課題では、まずシート状の形状の軟骨組織のモダリティを開発し、膝軟骨欠損モデル動物に移植して有効性を確認することとした。ヒト軟骨前駆細胞の準備：ヒトiPS細胞株３種を、Primitive streak誘導培地にて1日処理後、側板中胚葉誘導培地にて1日処理し、肢芽間葉系細胞（＝ヒト軟骨前駆細胞）へ誘導させた。5-6継代培養し、細胞ストックを各ロットにて10本準備した。各ロットのヒト軟骨前駆細胞の品質（軟骨形成能の前向き評価）は、（1）特定のCD抗原の発現（CD90陽性CD140B陽性CD82陰性）と、（2）2/3次元培養による軟骨細胞分化能・球状組織塊の軟骨組織の形成能より評価した。シート状の移植用素材の作製：ヒト軟骨前駆細胞を、温度感受性シート(CellSeed社)に播種し、軟骨分化誘導培地にて処理することにより成熟軟骨細胞シートを得た。この際、播種細胞密度や、分化誘導培地処理期間を検討する。性状は、AlcianBlue/SafraninO染色による組織解析や、Collagen IIやAggrecanの免疫染色/qPCRにより確認した。