in vivo遺伝子導入による軟骨再生医療への展開

通过体内基因转移开发软骨再生医学

• 批准号: 20K09853
• 负责人: 山岡 尚世
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Teikyo University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K09853/
• 关键词: 脂肪幹細胞; 軟骨再生; 遺伝子導入; リピッドバブル; Sox9; TGF-β; BMP-2; ソノポレーション

本研究の目的は、安全で確実な軟骨組織再生の方法を確立し、早期の臨床応用を目指すことである。本研究では脂肪幹細胞をTGF-βを含む軟骨分化培地を用いて軟骨細胞に分化誘導し、得られた細胞をコラーゲンゲルに包埋しマウスに移植した後、移植部位でSox9を遺伝子導入用正荷電リピッドバブルで遺伝子導入し、軟骨組織再生への効果を検証した。しかしSox9遺伝子導入により遺伝子レベルでのアグリカンの発現の高値やタンパク定量でプロテオグリカンの蓄積がみられたものの結果は不十分であった。この結果を受けて足場や遺伝子導入の方法などについて再度の検討を行った。特に足場についてはこれまでコラーゲンゲルで細胞を包埋しゲル状の検体をヌードマウス皮下に移植していたが、移植後に十分な強度を保持することが出来なかった。そこで、三次元形状を持った多孔体に成形されたコラーゲンスポンジをこれまでのゲル状のコラーゲンに加えて、ゲルと多孔体を組み合わせたハイブリッド足場として用いた。この足場により播種された細胞に三次元環境が与えられ、細胞機能が活性化し、より生理的軟骨組織に近い環境が作られることが期待された。そして実際に力学的強度を保った検体を得られることが出来、一定の結果を得ることが出来た。また、遺伝子導入には従来通り正荷電リピッドバブルを用いているが多孔体の容積、添加する細胞数を考慮しながらリピッドバブルの至適量を設定する必要がある。リピッドバブルと細胞の親和性については検証済であるが、細胞に対してリピッドバブルが多すぎると細胞死が起こり、また少なすぎると十分な導入効果を得ることが出来なかった。そこで至適量を検討し軟骨再生に有用な知見を得られたため、それをもとに軟骨組織再生を目指している。

这项研究的目的是建立一种安全可靠的软骨组织再生方法，并旨在早期临床应用。在这项研究中，使用含有TGF-β的软骨分化培养基诱导脂肪干细胞，并将所得细胞嵌入胶原蛋白凝胶中并植入小鼠中，然后使用带正电荷的脂质脂质气泡在基因转移的效果上及其效应在移植的位点上移植在移植的位点上，并在其上进行了效应。然而，尽管SOX9基因转移在基因水平上显示出高脂肪酶的表达，并且蛋白质定量显示蛋白聚糖的积累，但结果不足。为了响应这些结果，我们对脚手架和基因转移方法进行了重新检查。特别是，对于支架，将细胞嵌入胶原蛋白凝胶，并皮下植入凝胶样的样品在裸鼠下，但植入后没有保持足够的强度。因此，除了先前的凝胶状胶原蛋白外，除了结合了凝胶和多孔体的杂化脚手架，将成型的带有三维形状的多孔体形成的胶原蛋白海绵用作混合脚手架。该脚手架将为种子细胞提供三维环境，该环境将激活细胞功能并创建一个更接近生理软骨组织的环境。获得了实际维持机械强度的样品，并获得了一定的结果。此外，像以前一样，已经将带正电荷的Ripid气泡用于基因转移，但是考虑到多孔体的体积和要添加的细胞数量，必须设置脂质气泡的最佳量。尽管已经验证了细胞和细胞之间的亲和力，但是如果细胞上有太多的复制品气泡，则会发生细胞死亡，如果太少，则无法获得足够的转导效应。因此，我们研究了最佳量，并获得了软骨再生的有用发现，因此，我们旨在再生软骨组织。

项目成果

リピッドバブルを用いた軟骨関連遺伝子導入による軟骨分化誘導

利用脂质泡导入软骨相关基因来诱导软骨分化

• 发表时间: 2022
• 作者: Saito N;Yoshimura K;山岡尚世
• 通讯作者: 山岡尚世

In vivo 遺伝子導入による軟骨組織再生の試み

尝试通过体内基因转移再生软骨组织

• 发表时间: 2021
• 作者: Inada Makoto;Xu Heping;Takeuchi Masaru;Ito Masataka;Chen Mei;山岡尚世
• 通讯作者: 山岡尚世