新生血管とAquaporin1発現の誘導による生体内での弾性軟骨再生法の開発

Research Project

Project/Area Number	19K18936
Research Category	Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
Allocation Type	Multi-year Fund
Review Section	Basic Section 56070:Plastic and reconstructive surgery-related
Research Institution	Kanazawa Medical University
Principal Investigator	柳下幹男金沢医科大学, 医学部, 助教 (00708935)
Project Period (FY)	2019-04-01 – 2024-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help	¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000) Fiscal Year 2022: ¥390,000 (Direct Cost: ¥300,000、Indirect Cost: ¥90,000) Fiscal Year 2021: ¥260,000 (Direct Cost: ¥200,000、Indirect Cost: ¥60,000) Fiscal Year 2020: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000) Fiscal Year 2019: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Keywords	弾性軟骨 / 間葉系組織幹細胞 / Aquaporin 1 / 塩基性線維芽細胞増殖因子
Outline of Research at the Start	日本白色家兎の耳介を用い、軟骨膜から間葉系幹細胞培養を行う。培養間葉系幹細胞をポリ乳酸の足場材料に播種し、これを家兎腹部皮下に埋入する。さらに成長因子を用いて、周囲組織の血管新生促進を図る。これにより埋入した間葉系幹細胞が増殖とともに軟骨細胞に分化する過程を組織学的に検討する。また増殖軟骨細胞に対して、遺伝子導入およびsiRNAによる発現抑制を行い、それぞれの軟骨増生の違いについて組織学的検討を行い、Aquapolin1の発現と軟骨増生の関係について明らかにする。
Outline of Annual Research Achievements	弾性軟骨は耳介と喉頭蓋にしか存在しておらず、可能な採取量に限りがある。このため、形成外科領域で治療対象となる小耳症に対して、弾性軟骨を用いた再建は実現していない。近年、患者から採取した耳介軟骨組織片から軟骨細胞を単離・培養する細胞工学的再建法も試みられているが、軟骨再生能の低さなどが原因で未だに確立していない。研究代表者は、これまでの研究で「耳介軟骨膜に存在する間葉系組織幹細胞が増殖分化することにより耳介軟骨が増生する」ことを明らかにした。さらにこの増生には、「周囲組織からの血管新生と増殖する間葉系組織幹細胞におけるAquapolin 1(AQP1)の発現が深く関与している」ことを突き止めた。この結果から、再建に用いることができる弾性軟骨の生成には、生体内の環境が必要であると考えた。本研究では、自家耳介軟骨細胞を皮下に埋入して周囲組織の血管新生と軟骨細胞におけるAQP1の発現を促進することにより、細胞工学的再建法では成しえない、サイズが大きく安定した弾性軟骨組織生成が可能な動物モデルを作製することを目標とする。AQP1の耳介軟骨膜間葉系組織幹細胞の形態形成における細胞外基質への接着と細胞移動能の関与を検討したいと考えた。さらにこれらが今回作成する動物実験モデルにおいてAQP1の発現の遺伝子導入を行い、軟骨増生にどのように作成するかを検討したいと考えた。家兎に用いて、耳介から採取した間葉系組織幹細胞を培養し、自家生体内に埋入する。さらに周囲組織の新生血管と増殖軟骨細胞のAQP1の発現を促進させ、埋入した間葉系組織幹細胞からの軟骨増殖を組織学的に検討する。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 3: Progress in research has been slightly delayed. Reason in vivoでAquaporin1以外の軟骨細胞増殖に関わる因子を調査している。未だ生体内への注入には至っていない。軟骨膜細胞のAquaporin1の発現とその機能について，2022年10月13日の第31回日本形成外科学会基礎学術集会にて発表した。
Strategy for Future Research Activity	軟骨膜細胞におけるAQP1の発現についての論文を作成中である。今後の研究については、ウサギ耳介で軟骨膜細胞における増殖因子をAQP1以外で調査し、今後の軟骨増殖の促進につなげるこを目標とする。