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Autologous Mitochondrial Transplantation Rescues Critical Limb Ischemia

Research Project

Project/Area Number 20K08404
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 53020:Cardiology-related
Research InstitutionHiroshima University

Principal Investigator

Kihara Yasuki  広島大学, 医系科学研究科(医), 名誉教授 (40214853)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 丸橋 達也  広島大学, 原爆放射線医科学研究所, 准教授 (10727069)
東 幸仁  広島大学, 原爆放射線医科学研究所, 教授 (40346490)
Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
Fiscal Year 2022: ¥390,000 (Direct Cost: ¥300,000、Indirect Cost: ¥90,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Keywords心不全 / 心筋再生 / 自家移植 / ミトコンドリア / 閉塞性動脈硬化症 / 下肢閉塞性動脈硬化症 / 血管新生 / 下肢虚血
Outline of Research at the Start

重症下肢虚血では、血流障害のみならず組織の慢性虚血/再灌流に伴う骨格筋障害の役割(組織因子)が指摘され、骨格筋ミトコンドリアの減少・変性がその主因と想定される。
本研究では、PAD動物モデルにおいてBM-MNC移植と同時に自家単離ミトコンドリア移植を実施すると、BM-MNC単独よりCLI長期予後が顕著に改善することを実験的に証明し、今後の臨床試験に対するProof of Conceptを確立する。

Outline of Final Research Achievements

Irreversible mitochondrial damage, cell death, and persistent inflammation may occur in the skeletal muscle tissue with chronic hypoxia, which may contribute to the lack of effectiveness of autologous bone-marrow mononuclear cell implantation in patients with chronic limb-threatening ischemia caused by arteriosclerosis. In this study, we planned to investigate whether improvement of local blood flow in the affected limb could be achieved by combining autologous mitochondrial implantation with autologous bone-marrow mononuclear cell implantation using a severe lower limb ischemia model in adult male Japanese rabbits. However, we were unable to isolate and purify rabbit mitochondria from autologous pectoral muscle slices, so we could not investigate the effect of mitochondrial implantation on blood flow improvement

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

この研究は、下肢閉塞性動脈硬化症による難治性重症下肢虚血に対する治療法の開発に関する重要な研究である。現在、自家骨髄由来単核球局所細胞移植が下肢虚血治療の一つの選択肢として用いられているが、その効果が得られない場合がある。本研究では、自家ミトコンドリア移植を自家骨髄単核球移植と組み合わせることにより、下肢局所の血流改善が期待された。しかし、ミトコンドリアの分離精製ができなかったため、検証することができなかった。この研究は、今後の研究でミトコンドリアの分離精製技術が改善されることで、下肢虚血治療に新たな選択肢を提供する可能性があるかもしれない。

Report

(4 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (4 results)

All 2020

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (1 results) (of which Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Current Medical and Social Issues for Hospitalized Heart Failure Patients in Japan and Factors for Improving Their Outcomes ― Insights From the REAL-HF Registry ―2020

    • Author(s)
      Kitagawa T, Yasuki Kihara, et al.
    • Journal Title

      Circulation Reports

      Volume: 2 Issue: 4 Pages: 226-234

    • DOI

      10.1253/circrep.CR-20-0011

    • NAID

      130007830844

    • ISSN
      2434-0790
    • Year and Date
      2020-04-10
    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Upstroke Time Is a Useful Vascular Marker for Detecting Patients With Coronary Artery Disease Among Subjects With Normal Ankle-Brachial Index2020

    • Author(s)
      Tatsuya Maruhashi, Yukihito Higashi, Yasuki Kihara, et al.
    • Journal Title

      J Am Heart Assoc .

      Volume: 9 Issue: 23

    • DOI

      10.1161/jaha.120.017139

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Vascular function is further impaired in subjects aged 80 years or older2020

    • Author(s)
      Tatsuya Maruhashi, Yukihito Higashi, Yasuki Kihara, et al.
    • Journal Title

      Hypertens Res

      Volume: 43 Issue: 9 Pages: 914-921

    • DOI

      10.1038/s41440-020-0435-z

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 血流依存性血管拡張反応とニトログリセリン誘発性血管拡張反応2020

    • Author(s)
      丸橋達也、木原康樹、東幸仁
    • Organizer
      第5回血管不全学会学術集会・総会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Invited

URL: 

Published: 2020-04-28   Modified: 2024-01-30  

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