カーボンナノチューブ(CNTs)の生物学的特性を応用した再生療法の開発

利用碳纳米管（CNT）生物学特性开发再生疗法

基本信息

批准号：
17659602
负责人：
横山敦郎
金额：
$ 2.11万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2006
项目状态：
已结题

项目摘要

本年度においては、多層カーボンナノチューブ(MWCNTs)を吸着することにより作製したスキャホールド上で骨髄細胞をデキサメサゾン(Dex)で骨芽細胞に誘導し、遺伝子発現に及ぼすMWCNTsの影響を検索するとともに、Dex添加と非添加の条件で骨髄細胞を培養したスキャホールドを、細胞を付着させた状態でラットの皮下組織に埋入した。ラット骨髄細胞のDex誘導後1、3および7日の遺伝子の発現を、MWCNTsを吸着したスキャホールドで培養した場合とポリスチレンディッシュ上で培養した場合について、マイクロアレイを用いて比較検討した。全期間を通してMWCNTs固着スキャホールドで、インターロイキンなどの炎症に関与する遺伝子の発現が強く認められ、1、3日では、Matrix Gra ProteinやInsulin like Growth Factorなどの骨に関連する遺伝子の発現が、また7日ではインテグリンなどの接着に関与する遺伝子の発現が強く認められた。この結果から、MWCNTsは起炎性を有するが、骨髄細胞をより速く骨芽細胞に分化・誘導する可能性が示唆された。骨髄細胞をMWCNTs上でDexを添加して2週間培養した後、ラット皮下組織に6週間埋入すると、骨組織様の構造が認められたが、Dexを添加せずに培養した場合は観察されなかった。これらのことから、Dexを添加しMWCNTs上で骨髄細胞を培養すると骨芽細胞に分化し、皮下組織内で骨組織を形成する可能性が示唆された。以上の結果から、MWCNTsをスキャホールドに用いると、骨髄細胞を強固にスキャホールドに付着した状態で骨芽細胞への分化を促進し、さらにこのスキャホールドは軟組織内で骨組織を形成する可能性が示された。

今年，我们在吸附多壁碳纳米管（MWCNTs）制备的支架上用地塞米松（Dex）诱导骨髓细胞成为成骨细胞，研究了MWCNTs对基因表达的影响，并在骨中添加了Dex A支架。在不添加任何添加剂的条件下培养骨髓细胞，将细胞附着在大鼠皮下组织中。使用微阵列比较 Dex 诱导后 1、3 和 7 天的大鼠骨髓细胞中在吸附有 MWCNT 的支架上培养和在聚苯乙烯培养皿上培养时的基因表达。在整个过程中，在固定多壁碳纳米管的支架中观察到与炎症相关的基因（例如白细胞介素）的强烈表达，并且在第1天和第3天，与骨相关的基因（例如基质Gra蛋白和胰岛素样生长因子）的表达增加。第7天，观察到与粘附相关的基因（例如整合素）的强烈表达。这些结果表明，尽管多壁碳纳米管具有炎症特性，但它们可能更快地分化并诱导骨髓细胞转化为成骨细胞。当骨髓细胞在添加Dex的MWCNT上培养2周，然后植入大鼠皮下组织6周时，观察到骨组织样结构，但在不添加Dex的情况下培养时，观察到骨组织样结构。没有观察到结构。这些结果表明，当骨髓细胞在添加Dex的MWCNT上培养时，它们分化为成骨细胞并在皮下组织内形成骨组织。从以上结果来看，使用多壁碳纳米管作为支架可以促进成骨细胞分化，骨髓细胞牢固地附着在支架上，并且该支架具有在软组织内形成骨组织的潜力。