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Development of direct reprogramming skeletal muscle cell sheet for diaphragmatic hernia

Research Project

Project/Area Number 22K07849
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 52050:Embryonic medicine and pediatrics-related
Research InstitutionKyoto Prefectural University of Medicine

Principal Investigator

高山 勝平  京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (50883162)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 松田 修  京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (00271164)
岸田 綱郎  京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 准教授 (00370205)
古川 泰三  京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 客員講師 (20515291)
文野 誠久  京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 講師 (40405254)
Project Period (FY) 2022-04-01 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Keywords横隔膜ヘルニア / バイオシート / ダイレクトリプログラミング / 筋芽細胞
Outline of Research at the Start

研究計画書に記載した文→本研究では,先天性横隔膜ヘルニアに対する骨格筋シートの作成を最終目標とする. 線維芽細胞を高効率に多核筋細胞に形質転換するダイレクトリプログラミング法と生体内組織形成技術により作成したバイオシートにより作成した骨格筋シートを,マウス横隔 膜ヘルニアモデルに移植する事で,自己細胞および組織から,強度と運動性を担保した 「機能し成長する」骨格筋シートを短期間に作成し,実臨床において応用可能な治療プラ ットフォームの開発を目指す.

Outline of Annual Research Achievements

横隔膜ヘルニア(CDH)は骨格筋欠損に起因する先天性疾患の一つである。治療方針の画一化により生存率は格段に上昇してきたが、横隔膜欠損孔が大きい中等症~重症例の場合は人工物を用いた修復術が必要であり、胸郭変形や側彎、再ヘルニアなどの合併症につながる事があり横隔膜の再生医療は小児外科学において重要なテーマである。
我々はこれまで、ダイレクトリプログラミング法を用いてヒト線維芽細胞にMyoDとLmycを共導入することでヒト筋芽細胞(dMBs)を誘導できること、次いで三次元培養して分化させることで電気刺激に応じた収縮能をもつことを報告した。さらに現在、ナノゲルから作成した3D scaffoldを用いてマウス腹壁欠損モデルへの移植実験を繰り返し、組織学的検討を行っている最中である。本研究では、ダイレクトリプログラミングによる骨格筋細胞再生と生体内組織形成技術によるバイオシートを組み合わせることで、強度と成長性を担保した「成長する骨格筋シート」を作成し、マウスCDHモデルへの移植を行うことを目標としている。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

以前から繰り返し行っているバイオシート作成については、C57BLマウスの背部皮下に長径5mm長さ20mmのシリコンチューブを埋入し、4週後にチューブを周囲結合組織と共に摘出し、結合組織塊をトリミングすることで作成可能である。またdMBs作成についても6cmdishにHDFを8×10E5個播種し、24時間後にMyoDとL-mycをtransfectionすることで作成可能である。さらに72時間筋芽細胞誘導培地で培養後に、プルランが原料のナノゲルスキャフォールドに播種して培養する。
現在はマウス腹壁欠損モデルへの骨格筋シート移植までは成功している。これは、マウス腹壁に7mmの欠損を作成し、7mm径のバイオシートを6-0PDSで6針を用いて縫合閉鎖し、その直上にナノゲルスキャフォールドに播種したdMBsを接着させるものである。1-2週後に犠死させた標本で骨格筋類似細胞の生着を確認し、免疫染色でも筋特異的であるDesminの発現を確認した。これらの成果は2024年度の小児外科学会総会で発表後、論文投稿予定である。また、同様のダイレクトプラミング手技での誘導腱細胞の作成を開発中であり、誘導筋芽細胞と併せて横隔膜作成に取り組んでいる。

Strategy for Future Research Activity

マウスCDHモデルの作成を検討中である。マウスの横隔膜欠損を作成する手技については文献的報告がほとんどなく、また致死率が非常に高いことが予期されるので、適当な週数、欠損孔の大きさについてまず検討を行う必要があるため、倫理委員会で審議予定としている。また腹壁と異なり、常に呼吸性に動く部位であるので、移植シートの強度についても検討する必要であり、先の手順で示した横隔膜シートが開発でき次第、強度を測定する方針としている。適切なマウスモデルとシートが開発できれば、腹壁欠損モデルと同様の手技で移植実験を行う。

Report

(2 results)
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Research-status Report
  • Research Products

    (12 results)

All 2023 2022

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results) Presentation (10 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results)

  • [Journal Article] Transcatheter Arterial Embolization for Ruptured Hepatoblastoma: 3 Case Reports2023

    • Author(s)
      坂野 慎哉、文野 誠久、加藤 充純、高山 勝平、青井 重善、古川 泰三、小関 道夫、吉田 和弘、田尻 達郎
    • Journal Title

      Journal of the Japanese Society of Pediatric Surgeons

      Volume: 59 Issue: 1 Pages: 51-55

    • DOI

      10.11164/jjsps.59.1_51

    • ISSN
      0288-609X, 2187-4247
    • Year and Date
      2023-02-20
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Laparoscopic-Assisted Splenopexy for Wandering Spleen Complicated by Diaphragmatic Hernia: A Case Report2022

    • Author(s)
      瀧本 篤朗、津田 知樹、武内 悠馬、坂井 宏平、東 真弓、文野 誠久、青井 重善、古川 泰三、田尻 達郎
    • Journal Title

      Journal of the Japanese Society of Pediatric Surgeons

      Volume: 58 Issue: 1 Pages: 62-67

    • DOI

      10.11164/jjsps.58.1_62

    • NAID

      130008161806

    • ISSN
      0288-609X, 2187-4247
    • Year and Date
      2022-02-20
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Hirschsprung病に対するDuhamel変法による当科での根治術の経験2023

    • Author(s)
      高山勝平,青井重善,井口雅史,金 聖和,文野誠久,小野 滋
    • Organizer
      第36回日本内視鏡外科学会総会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] 当科における胸腔鏡補助下Nuss手術の工夫2023

    • Author(s)
      高山勝平,文野誠久,井口雅史,金 聖和,青井重善,小野 滋
    • Organizer
      第11回関西小児内視鏡外科研究会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] 当院における小児腹腔鏡下鼠径ヘルニア根治術の術式と手術成績2023

    • Author(s)
      井口雅史,高山勝平,金 聖和,文野誠久,青井重善,小野 滋
    • Organizer
      第36回日本内視鏡外科学会総会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] Results from Japan nationwide survey of long-term outcomes of infantile sacrococcygeal teratoma2023

    • Author(s)
      Fumino S, Hirohata Y, Takayama S, Tajiri T, Usui N, Taguchi T
    • Organizer
      56th Pacific Association of Pediatric Surgeons (PAPS)
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Comparison of postoperative urinary complications in laparoscopic‐assisted versus posterior sagittal anorectoplasty in patients with high and intermediate anorectal malformations2023

    • Author(s)
      Takimoto A, Fumino S, Iguchi M, Takayama S, Kim K, Aoi S, Ono S
    • Organizer
      56th Pacific Association of Pediatric Surgeons (PAPS)
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Clinical characteristics and outcomes of right congenital diaphragmatic hernia: A report from a single institute2023

    • Author(s)
      Takayama S, Fumino F, Iguchi M, Kim K, Aoi S, Ono S
    • Organizer
      56th Pacific Association of Pediatric Surgeons (PAPS)
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 当科における右先天性横隔膜ヘルニアの検討.2022

    • Author(s)
      髙山勝平,古川泰三,金 聖和,東 真弓,文野誠久,青井重善,田尻達郎
    • Organizer
      第122回日本外科学会定期学術集会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 先天性横隔膜ヘルニアの欠損側による臨床解析.2022

    • Author(s)
      髙山勝平,古川泰三,金 聖和,文野誠久,青井重善,田尻達郎
    • Organizer
      第58回日本周産期・新生児医学会学術集会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 複雑心奇形に肺分画症・先天性横隔膜ヘルニアを合併した1例の治療経験.2022

    • Author(s)
      魚住祐介,嶋村 藍,金 聖和,古川泰三,東 真弓,文野誠久,青井重善,田尻達郎
    • Organizer
      第85回小児外科わからん会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 先天性横隔膜ヘルニアに対する重症度予測指標の検討:システマティックレビュー.2022

    • Author(s)
      正畠和典,矢本真也,梅田 聡,藤井 誠,白石真之,永田公二,照井慶太,早川昌弘,甘利昭一郎,増本幸二,岡崎任晴,稲村 昇,漆原直人,豊島勝沼,内田恵一,古川泰三,岡和田学,横井暁子,田附裕子,奥山宏臣,臼井規朗
    • Organizer
      第59回日本小児外科学会学術集会
    • Related Report
      2022 Research-status Report

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Published: 2022-04-19   Modified: 2024-12-25  

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