免疫不全ラットを用いた異種移植モデルにおけるヒト軟骨シートの再生効果

Regenerative effects of human chondrocyte sheets in a xenogeneic transplantation model using immune-deficient rats.

• Daichi Takizawa
• Masato Sato
• Eri Okada
• Takumi Takahashi
• Miki Maehara
• Ayako Tominaga
• Yasuyuki Sogo
• Eriko Toyoda
• Masahiko Watanabe

抄録

再生医療では細胞移植が注目されていますが、細胞供給源や移植様式が多様であるため、安全性や有効性を評価するためのトランスレーショナルリサーチでは動物モデルが引き続き用いられています。本研究では、免疫不全ラットを用いた異種移植モデルにおいて、ヒト軟骨シートの関節軟骨への再生効果を検討した。免疫不全ラットの膝関節に骨軟骨欠損部を作製した。グループA、無処置（移植なし）；グループB、5.0×10細胞を含む層状軟骨シートの移植（層状軟骨シート移植）；グループC、5.0 × 10細胞を含む滑膜シートの移植（5.0 × 10細胞を含む滑膜シートの移植）：として処置された免疫不全ラットの膝関節に骨軟骨欠損を作成した。0×10個の細胞を含む滑膜シートの移植（滑膜シート移植）；またはグループD、5.0×10個の細胞を含む滑膜シートと層状軟骨細胞シートの両方の移植（滑膜シートと層状軟骨細胞シートの移植）。組織学的評価により、グループBは、ヒアライン軟骨および線維性軟骨を有する軟骨再生を示した。グループCおよびDでは、欠損部は線維組織で満たされていたが、ヒアリン軟骨は認められなかった。移植細胞は移植後4週目と12週目に検出されたが、12週目には細胞数が減少していた。この結果は、層状軟骨シート移植が関節軟骨の再生に寄与していることを示しており、このモデルはこれらの再生効果を評価するのに有用であることを示している。

Although cell transplantation has attracted much attention in regenerative medicine, animal models continue to be used in translational research to evaluate safety and efficacy because cell sources and transplantation modalities are so diverse. In the present study, we investigated the regenerative effects of human chondrocyte sheets on articular cartilage in a xenogeneic transplantation model using immune-deficient rats. Osteochondral defects were created in the knee joints of immune-deficient rats that were treated as: Group A, untreated (without transplantation); Group B, transplantation of a layered chondrocyte sheet containing 5.0 × 10 cells (layered chondrocyte sheet transplantation); Group C, transplantation of a synoviocyte sheet containing 5.0 × 10 cells (synoviocyte sheet transplantation); or Group D, transplantation of both a synoviocyte sheet plus a layered chondrocyte sheet, each containing 5.0 × 10 cells (synoviocyte sheet plus layered chondrocyte sheet transplantation). Histological evaluation demonstrated that Group B showed cartilage regeneration with hyaline cartilage and fibrocartilage. In Groups C and D, the defect was filled with fibrous tissue but no hyaline cartilage. Transplanted cells were detected at 4 weeks and 12 weeks after transplantation, but the number of cells had decreased at 12 weeks. Our results indicate that layered chondrocyte sheet transplantation contributes to articular cartilage regeneration; this model proved useful for evaluating these regenerative effects.

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