血管化膵島移植による革新的糖尿病治療法の開発

• Project/Area Number: 15J10041
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: General surgery
• Research Institution: Yokohama City University
• Principal Investigator: 高橋 禎暢 横浜市立大学, 医学研究科, 特別研究員(DC1)
• Project Period (FY): 2015-04-24 – 2018-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2017)
• Budget Amount: ¥3,400,000 (Direct Cost: ¥3,400,000); Fiscal Year 2017: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000); Fiscal Year 2016: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000); Fiscal Year 2015: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
• Keywords: 組織工学 / 血管化 / 糖尿病 / 膵島移植 / 再生医療

Outline of Annual Research Achievements

膵島移植では，分離過程に伴う血管構造の喪失により，移植膵島の生着効率が極めて低いことが重大な臨床的解決課題とされている．移植膵島の血管新生を促す技術として，膵島を間葉系細胞と混合移植する手法が提案されているが，早期の血管再構築は達成されていない．本研究では，独自の細胞集合メカニズムを移植膵島の前処理工程に応用することにより，試験管内において血管網を有する膵島を創出し，移植後の生着率向上を目的とした．その結果，ヒトおよびマウス膵島，血管内皮細胞，間葉系細胞を至適条件下で共培養することにより，細胞自律的に血管構造が付加された膵島（血管化膵島）を創出することに成功した．さらに，頭部観察窓への血管化膵島移植により，機能的なヒト血管網が極めて早期（48時間）に再構築することによる移植後の生着率を著しく向上させた．血管化膵島を劇症１型糖尿病モデルマウス腎被膜下へ移植することにより，臨床的に有意義とされる従来の移植手法に比べ，レシピエントの生存率が大幅に改善された．本研究により，過去報告されてきた膵島と細胞の混合移植時よりも，血管再構築に要する期間を短縮することに成功した．この結果は，従来報告のあるような血管新生因子の分泌などを介した間接作用を越えて，移植した血管内皮細胞がホスト血管へ組み込まれ直接的な血管再構築が達成されたためと推測される．将来的に治療効果に優れた革新的な膵島移植治療が実現できるものと期待される．

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Self-Condensation Culture Enables Vascularization of Tissue Fragments for Efficient Therapeutic (2018)
  • Author(s): Yoshinobu Takahashi, Keisuke Sekine, Tatsuya Kin, Takanori Takebe, Hideki Taniguchi
  • Journal Title: Cell Reports Volume: 6 Issue: 6 Pages: 1620-1629
  • DOI: 10.1016/j.celrep.2018.03.123
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Methods for Generating Vascularized Islet-Like Organoids Via Self-Condensation (2018)
  • Author(s): Takahashi Yoshinobu、Takebe Takanori、Taniguchi Hideki
  • Journal Title: Current Protocols in Stem Cell Biology Volume: 45 Issue: 1
  • DOI: 10.1002/cpsc.49
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Methods for generating vascularized islet-like organoids via self-condensation (2017)
  • Author(s): Yoshinobu Takahashi, Takanori Takebe, Hideki Taniguchi
  • Journal Title: Current Protocols Volume: 査読中
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] 血管化膵島移植による革新的糖尿病治療法の確立 (2017)
  • Author(s): 髙橋禎暢、武部貴則、小池直人、関根圭輔、谷口英樹
  • Organizer: 第44回日本膵・膵島移植研究会
  • Place of Presentation: 芝蘭会館（京都府）
  • Year and Date: 2017-03-10
  • Invited
• [Presentation] 血管化膵島移植による革新的糖尿病治療法の確立 (2017)
  • Author(s): 髙橋禎暢、武部貴則、小池直人、関根圭輔、谷口英樹
  • Organizer: 第16回日本再生医療学会総会
  • Place of Presentation: 仙台国際センター（宮城県）
  • Year and Date: 2017-03-07
• [Presentation] 血管化膵島移植による革新的糖尿病治療法の確立 (2016)
  • Author(s): 髙橋禎暢、武部貴則、小池直人、関根圭輔、谷口英樹
  • Organizer: 第15回日本再生医療学会総会
  • Place of Presentation: 大阪国際会議場（大阪府大阪市）
  • Year and Date: 2016-03-17
• [Presentation] 血管化膵島移植による革新的糖尿病治療法の確立 (2015)
  • Author(s): 髙橋禎暢、武部貴則、江野村允宏、小池直人、関根圭輔、谷口英樹
  • Organizer: 第42回日本臓器保存生物医学会学術集会
  • Place of Presentation: いわて県民情報交流センター8F（岩手県盛岡市）
  • Year and Date: 2015-11-13
• [Presentation] Enhanced therapeutic potential of pancreatic islet transplantation by in vitro vascularization. (2015)
  • Author(s): Yoshinobu T, Takanori T, Masahiro E, Naoto K, Keisuke S, Hideki T
  • Organizer: The 14th Congress of the Asian Society of Transplantation
  • Place of Presentation: Suntan Singapore Convention & Exhibition Centre (Singapore)
  • Year and Date: 2015-08-23
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 血管化膵島移植による革新的糖尿病治療法の確立 (2015)
  • Author(s): 髙橋禎暢、武部貴則、江野村允宏、小池直人、関根圭輔、谷口英樹
  • Organizer: 第4回新学術領域超高速バイオアセンブラ若手シンポジウム
  • Place of Presentation: 大阪大学会館（大阪府豊中市）
  • Year and Date: 2015-07-02
• [Remarks] 血管網を有する膵島（血管化膵島）の創出に成功
  • URL: https://www.yokohama-cu.ac.jp/amedrc/news/20180509Takebe.html
• [Remarks] 膵島など3種類を共培養した血管化膵島移植が有用
  • URL: http://www.yokohama-cu.ac.jp/amedrc/res/2016.html
• [Remarks] 膵島など3種類を共培養した血管化膵島移植が有用
  • URL: http://www.yokohama-cu.ac.jp/amedrc/res/media.html