類骨オルガノイドを用いた革新的造骨再生医療実用化のための研究基盤構築

为使用类骨类器官的创新成骨再生医学的实际应用建立研究基础设施

基本信息

批准号：
21H03116
负责人：
齋藤正寛
金额：
$ 11.23万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

100年健康時代を迎える我が国において、歯周病は口腔機能低下ばかりでなく心臓血管病、消化器疾患および糖尿病を含む内分泌疾患を増悪化させるため健康寿命の延長のみならず全身疾患予防ためにも重要になる。そのため、政府は国民皆歯科健診を行うことで歯周病を予防して健康寿命の延長し医療費抑制を目指す方針を発表している。一方で、超高齢社会になり高齢者の残存歯数が増加するとともに、歯周病罹患患者が増加している。歯周病は骨の炎症性吸収を特徴としており、その治療には全身疾患の増悪の原因となる炎症組織の外科的切除、抗炎症療法に加え、骨再生医療が必須になる。このような再生医療を実現するために、研究代表者の齋藤はヒト顎骨から独自の酵素消化法にてHAOBの分離培養技術を世界に先駆けて確立してきた。これまでマウス頭蓋冠よりHAOBと同等の術式で分離培養したマウス由来未分化骨芽細胞とポリ乳酸性の足場と組み合わせ、マウス顎骨欠損モデルに自家移植することで垂直方向への造骨効果を有していることを示してきた。HAOBを造骨能を有する再生医療等製品として開発するため、GMP基準に対応した、トレーサビリティー可能な原材料で作製した培地を作成し、顎骨からの骨片採取および細胞分離培養プロトコールの確立を行った。同プロトコールを用いて再生医療の対象となる50歳代を含む15名以上の患者サンプルからHAOBの分離培養に成功してきた。次に同プロトコールで分離培養したHAOBの造骨能力を検証するため、承認済の骨補填材を用いて、免疫不全マウスへの背部皮下移植（異種移植）実験を実施した。その結果、HAOB＋骨補填材移植群で一部骨形成が認められたが、他の移植群では骨形成は観察されなかった。この結果よりHAOBは造骨能力を有する細胞であり、足場として組み合わせることで造骨を目的とした治療に応用できる可能性が示された。

随着日本进入100年健康时代，牙周病不仅使口腔功能恶化，还使心血管疾病、胃肠道疾病、糖尿病等内分泌疾病变得重要。为此，政府宣布了一项政策，通过提供全民牙科检查来预防牙周病、延长健康寿命并降低医疗费用。另一方面，随着我们进入超老龄化社会，老年人的剩余牙齿数量不断增加，患有牙周病的患者也在不断增加。牙周病的特点是炎症性骨吸收，其治疗除了手术切除导致全身疾病恶化的炎症组织和抗炎治疗外，还需要骨再生医学。为了实现这种再生医学，首席研究员斋藤在世界上第一个建立了使用独特的酶消化方法从人类颌骨中分离和培养HAOB的技术。此前，我们利用与HAOB相同的手术技术，将从小鼠颅骨中分离培养的小鼠来源的未分化成骨细胞与聚乳酸支架组合，并将其自体移植到小鼠颌骨缺损模型中，以实现垂直骨形成效果。我们拥有它。为了将HAOB开发为具有成骨能力的再生医学产品，我们创建了一种由符合GMP标准的可追溯原材料制成的培养基，从颌骨中收集骨碎片，并建立了细胞分离和培养方案。使用相同的方案，我们成功地从超过 15 名患者的样本中分离和培养了 HAOB，其中包括 50 多岁的再生医学候选患者。接下来，为了验证使用相同方案分离和培养的HAOB的成骨能力，我们使用批准的骨移植材料对免疫缺陷小鼠进行了背侧皮下移植（异种移植）实验。结果，在HAOB+骨移植材料植入组中观察到一些骨形成，但在其他植入组中没有观察到骨形成。这些结果表明HAOB是一种具有成骨能力的细胞，通过将其作为支架结合起来可能适用于针对成骨的治疗。

项目成果

期刊论文数量（10）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Correction of large jawbone defect in the mouse using immature osteoblast-like cells and a 3D polylactic acid scaffold.

DOI：
10.1093/pnasnexus/pgac151
发表时间：
2022-09
期刊：
PNAS NEXUS
影响因子：
0
作者：
Suzuki, Shigeto;Venkataiah, Venkata Suresh;Yahata, Yoshio;Kitagawa, Akira;Inagaki, Masahiko;Njuguna, Mary M.;Nozawa, Risako;Kakiuchi, Yusuke;Nakano, Masato;Handa, Keisuke;Yamada, Masahiro;Egusa, Hiroshi;Saito, Masahiro
通讯作者：
Saito, Masahiro

ヒト歯槽骨由来未分化骨芽細胞および3次元ポリ乳酸足場材を用いた新規骨再生医療技術の開発

利用人牙槽骨源性未分化成骨细胞和三维聚乳酸支架材料开发新型骨再生医疗技术

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
Takayama Kei;Someya Hideaki;Yokoyama Hiroshi;Kimura Takeshi;Takamura Yoshihiro;Morioka Masakazu;Terasaki Hiroto;Ueda Tetsuo;Ogata Nahoko;Kitano Shigehiko;Tashiro Maki;Sakamoto Taiji;Takeuchi Masaru;齋藤正寛
通讯作者：
齋藤正寛

Regeneration of large jaw bone defect in mice using complex of immature osteoblast like cells and three dimensional polylactic acid scaffold with nanoscale architecture

使用未成熟成骨细胞样细胞和具有纳米级结构的三维聚乳酸支架的复合物再生小鼠大颌骨缺损