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The improvement in islet engraftment using a gelatin hydrogel nonwoven fabric on subcutaneous islet transplantation

Research Project

Project/Area Number 21K08591
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 55010:General surgery and pediatric surgery-related
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

Inagaki Akiko  東北大学, 医学系研究科, 助教 (20360224)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 後藤 昌史  東北大学, 医学系研究科, 教授 (50400453)
Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Keywords膵島移植 / 皮下移植 / 血管新生 / スキャホールド / ADSC / 脂肪由来幹細胞(ADSC) / 細胞移植 / 1型糖尿病 / 移植部位 / 細胞生着促進
Outline of Research at the Start

現在の膵島移植は門脈移植が標準法であるが低侵襲でアプローチし易い皮下移植の実現が切望されている。皮下膵島移植の成績は著しく不良であるため、臨床応用可能な皮下膵島生着促進プロトコールの構築が急務である。本研究では不織布構造のゼラチン基材であるGHNF(gelatin hydrogel nonwoven fabric)を用いて、皮下における安全で効果的な膵島生着促進プロトコールの樹立を目指す。さらに膵島生着部位に発現する遺伝子やタンパク質の発現を解析し、皮下における膵島生着メカニズムの学理を究明する。

Outline of Final Research Achievements

The subcutaneous region is attracting attention as a new transplant site for islets because it is minimally invasive and can be easily removed and reimplanted as needed. However, there is a problem of poor blood flow, which is important for the successful implantation of transplanted islets. In this study, we focused on nonwoven structured gelatin base material (GHNF) and verified it using mouse and rat models. The results showed that in the mouse model, the combination of GHNF and adipose-derived stem cells effectively promoted pre-transplant vascular bed construction and significantly exceeded the current standard method of trans-portal islet transplantation. In a rat model, the transplantation outcome was also found to be improved by the subcutaneous preimplantation of GHNF.

Translated with DeepL.com (free version)

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

皮下は低侵襲で必要に応じて摘出や再移植が容易なため、膵島の新たな移植部位として注目されているが、移植膵島の生着に重要な血流に乏しいという問題がある。本研究では、GHNFとADSCを組合わせることで、現在の標準法である経門脈膵島移植を大きく上回る移植効果を発揮し得ることが判明した。本研究の成果は、低侵襲で移植膵島のモニタリングや摘出が容易な皮下膵島移植の実現につながり、また人工多能性幹細胞(iPS細胞)等から作製されるインスリン産生細胞等を用いた安全な細胞移植療法の実現を可能にする点から社会的意義のあるものである。

Report

(4 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • Research Products

    (11 results)

All 2023 2022

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 3 results) Presentation (8 results)

  • [Journal Article] Ideal Duration of Pretreatment Using a Gelatin Hydrogel Nonwoven Fabric Prior to Subcutaneous Islet Transplantation2023

    • Author(s)
      Saito Ryusuke、Inagaki Akiko、Nakamura Yasuhiro、Imura Takehiro、Kanai Norifumi、Mitsugashira Hiroaki、Endo Yukiko、Katano Takumi、Suzuki Shoki、Tokodai Kazuaki、Kamei Takashi、Unno Michiaki、Watanabe Kimiko、Tabata Yasuhiko、Goto Masafumi
    • Journal Title

      Cell Transplantation

      Volume: 32 Pages: 51-51

    • DOI

      10.1177/09636897231186063

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] A Gelatin Hydrogel Nonwoven Fabric Enhances Subcutaneous Islet Engraftment in Rats2023

    • Author(s)
      Saito Ryusuke、Inagaki Akiko、Nakamura Yasuhiro、Imura Takehiro、Kanai Norifumi、Mitsugashira Hiroaki、Endo Kumata Yukiko、Katano Takumi、Suzuki Shoki、Tokodai Kazuaki、Kamei Takashi、Unno Michiaki、Watanabe Kimiko、Tabata Yasuhiko、Goto Masafumi
    • Journal Title

      Cells

      Volume: 13 Issue: 1 Pages: 51-51

    • DOI

      10.3390/cells13010051

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Development of a novel method for measuring tissue oxygen pressure to improve the hypoxic condition in subcutaneous islet transplantation2022

    • Author(s)
      Mitsugashira Hiroaki、Imura Takehiro、Inagaki Akiko、Endo Yukiko、Katano Takumi、Saito Ryusuke、Miyagi Shigehito、Watanabe Kimiko、Kamei Takashi、Unno Michiaki、Goto Masafumi
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 12 Issue: 1 Pages: 14731-14731

    • DOI

      10.1038/s41598-022-19189-2

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 不織布構造ゼラチン基材の前留置期間が皮下膵島移植の生着に及ぼす影響に関する検討2023

    • Author(s)
      稲垣明子、齊藤竜助、金井哲史、植松智海、中村保宏、猪村武弘、三頭啓明、遠藤有希子、片野 匠、鈴木翔輝、渡邉君子、田畑泰彦、後藤昌史
    • Organizer
      第50回日本膵・膵島移植学会学術集会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 稲垣明子、斎藤竜助、金井哲史、植松智海、中村保宏, 猪村武弘, 三頭啓明、遠藤有希子、片野匠, 鈴木翔輝、遠藤有希子、田畑泰彦, 後藤昌史2023

    • Author(s)
      皮下における膵島生着環境の創出
    • Organizer
      第22回日本再生医療学会総会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] Liver surface can be a promising transplant site for pancreatic islets using a gelatin hydrogel nonwoven fabric2022

    • Author(s)
      Yukiko Endo, Akiko Inagaki, Takehiro Imura, Hiroaki Mitsugashira, Ryusuke Saito, Takumi Katano, Shigehito Miyagi, Takashi Kamei, Michiaki Unno, Yasuhiko Tabata, Masafumi Goto.
    • Organizer
      29th International Congress of The Transplantation Society (TTS 2022)
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] A gelatin hydrogel nonwoven fabric improves outcomes of subcutaneous islet transplantation2022

    • Author(s)
      Norifumi Kanai, Akiko Inagaki, Yasuhiro Nakamura, Takehiro Imura, Hiroaki Mitsugashira, Ryusuke Saito, Shigehito Miyagi, Takashi Kamei, Michiaki Unno, Yasuhiko Tabata, Masafumi Goto.
    • Organizer
      29th International Congress of The Transplantation Society (TTS 2022)
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 皮下膵島移植における不織布構造ゼラチン基材の前留置期間が移植結果へ及ぼす影響2022

    • Author(s)
      齊藤 竜助、 稲垣明子、中村保宏、宮城重人、亀井尚、海野倫明、田畑泰彦、 後藤昌史
    • Organizer
      第58回日本移植学会総会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] ラット皮下膵島移植における不織布構造ゼラチン基材の前留置が移植結果へ及ぼす影響2022

    • Author(s)
      齊藤竜助、 稲垣明子、中村保宏、猪村武弘、片野匠、戸子台和哲、 亀井尚、海野倫明、田畑泰彦、後藤昌史
    • Organizer
      第48回 日本臓器保存生物医学会学術集会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 皮下膵島移植における不織布構造ゼラチン基材の前留置 期間に関する検討2022

    • Author(s)
      齊藤竜助、稲垣明子、中村保宏、猪村武弘、遠藤有希子、三頭啓明、 金井哲史、宮城重人、亀井尚、海野倫明、田畑泰彦、後藤昌史
    • Organizer
      第49回日本膵・膵島移植学会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 幹細胞移植や異種移植などの膵島移植代用治療を促進す る細胞デバイスの開発2022

    • Author(s)
      後藤昌史、稲垣明子、猪村武弘、金井哲史、三頭啓明、斉藤竜助、 遠藤有希子、片野匠、戸子台和哲、宮城重人、亀井尚、海野倫明、 田畑泰彦、村山和隆、渡邉君子
    • Organizer
      第49回日本膵・膵島移植学会
    • Related Report
      2021 Research-status Report

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Published: 2021-04-28   Modified: 2025-01-30  

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