Development of periodontal tissue regenerative allograft cell therapy by using clumps of MSCs and chondrogenic induction

利用间充质干细胞团块和软骨诱导开发牙周组织再生同种异体移植细胞疗法

基本信息

批准号：
22H03275
负责人：
加治屋幹人
金额：
$ 11.07万
依托单位：
Hiroshima University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

本研究では、口腔の起源となる神経堤細胞由来間葉系幹細胞をiPS細胞から誘導し(iNCC-MSCs)、集塊培養技術によって3次元化する。その細胞集塊に、細胞分化運命を決定するメカノトランスダクション制御培養法を組み合わせることで、顎骨・歯肉オルガノイドの作製を目指す。さらに、得られたオルガノイドの組織再生療法における有用性を検証し、口腔内環境を模倣するorganoids-on-a-chipの開発を行う。研究開始年であるR4年度には、iPS細胞から神経堤細胞(NCC)を経て間葉系幹細胞(MSCs)に誘導するプロトコルを、再現性の高い完全合成培地使用条件で達成できた。さらに、得られたiNCC-MSCsを集塊化させC-iNCC-MSCsを作製することにも成功し、論文発表に至っている。また、YAP/TAZメカノトランスダクション制御培養のために、硬さ調整可能なゲルの開発に取り組み、ゲル作成のための組成条件の絞り込みを行った。さらに、organodis-on-a-chipの作製には、適宜調整可能な細胞培養還流デバイスを独自に作製していく必要がある。そこで、その細胞培養還流デバイスをナノデバイス研究所にて開発をはじめ、いくつかの試作機が得られた。一方、C-iNCC-MSCsに血管内皮を取り込ませることや、バイオ3DプリンタによるC-MSCs積層・複合化のための条件検討に成功した。この研究成果に基づき、歯肉オルガノイド作製のための培養条件検討も着実に進めている。また、MSCs移植による歯周組織再生メカニズムを明らかにしていくことで、歯周組織の生理的な機能や恒常性維持機構にI型コラーゲンが重要な役割と担うことを見出した。この知見を利用することで、歯槽骨や歯肉を模倣するオルガノイドの構成成分を絞り込んだ。

本研究以口腔起源的神经嵴细胞为来源的间充质干细胞，以iPS细胞（iNCC-MSCs）为基础，利用聚集培养技术将其制成三维细胞。通过将这种细胞聚集体与决定细胞分化命运的机械转导控制的培养方法相结合，我们的目标是创建颌骨和牙龈类器官。此外，我们将验证所获得的类器官在组织再生治疗中的有用性，并开发模拟口腔环境的芯片类器官。在研究开始的 R4 财年，我们能够使用完全合成的培养基，在高度可重复的条件下，实现通过神经嵴细胞 (NCC) 将 iPS 细胞诱导为间充质干细胞 (MSC) 的方案。此外，他们通过聚集获得的iNCC-MSCs成功生产了C-iNCC-MSCs，并发表了论文。此外，我们还致力于开发用于 YAP/TAZ 机械转导控制培养的可调节硬度的凝胶，并缩小了凝胶生成的组成条件。此外，为了创建芯片上的器官，有必要创建可以适当调整的细胞培养灌注装置。因此，纳米器件研究所开发了细胞培养灌注装置，并获得了多个原型装置。另一方面，我们成功地将血管内皮整合到C-iNCC-MSC中，并使用生物3D打印机检查了C-MSC堆叠和组合的条件。基于这项研究的结果，我们还在不断研究生产牙龈类器官的培养条件。此外，通过阐明间充质干细胞移植的牙周组织再生机制，我们发现I型胶原在牙周组织的生理功能和稳态维持机制中发挥着重要作用。利用这些知识，他们缩小了模仿牙槽骨和牙龈的类器官的成分范围。

项目成果

期刊论文数量（3）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

"New Avenues for Regenerative Medicine Opened by 3D Cell Clumps Culture Techniques and Nanodevices"

“3D 细胞团块培养技术和纳米设备开辟了再生医学的新途径”

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
足立織利恵;杉井英樹;糸山知宏;兼子大志;友清淳;濱野さゆり;長谷川大学;小幡純子;吉田晋一郎;藤野翔香;Mhd Safwan Albougha; 前田英史．;加治屋幹人
通讯作者：
加治屋幹人

Clumps of mesenchymal stem cells/extracellular matrix complexes directly reconstruct the functional periodontal tissue in a rat periodontal defect model

DOI：
10.1002/term.3343
发表时间：
2022-08
期刊：
Journal of Tissue Engineering and Regenerative Medicine
影响因子：
3.3
作者：
Hisakatsu Sone;M. Kajiya;K. Takeda;Shinya Sasaki;Susumu Horikoshi;Souta Motoike;Shin Morimoto;Hiroki Yoshii;Mai Yoshino;T. Iwata;K. Ouhara;S. Matsuda;N. Mizuno
通讯作者：
Hisakatsu Sone;M. Kajiya;K. Takeda;Shinya Sasaki;Susumu Horikoshi;Souta Motoike;Shin Morimoto;Hiroki Yoshii;Mai Yoshino;T. Iwata;K. Ouhara;S. Matsuda;N. Mizuno