リンパ管のin vitroモデル構築とリンパ浮腫治療法開発の基礎研究

• Project/Area Number: 23K20340
• Project/Area Number (Other): 20H03959 (2020-2021, 2023)
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund (2024); Single-year Grants (2020-2021, 2023)
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 58050:Fundamental of nursing-related
• Research Institution: Kanazawa University
• Principal Investigator: 中島 由加里 金沢大学, 保健学系, 助教 (40846680)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 山本 靖彦 金沢大学, 医学系, 教授 (20313637) ; 向井 加奈恵 金沢大学, 保健学系, 准教授 (30755335) ; 中谷 壽男 金沢大学, 保健学系, 研究協力員 (60198124) ; 小倉 康平 金沢大学, 新学術創成研究機構, 助教 (00586612)
• Project Period (FY): 2024-04-01 – 2027-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2024)
• Budget Amount: ¥17,810,000 (Direct Cost: ¥13,700,000、Indirect Cost: ¥4,110,000); Fiscal Year 2026: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000); Fiscal Year 2025: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000); Fiscal Year 2024: ¥1,750,758 (Direct Cost: ¥1,346,737、Indirect Cost: ¥404,021); Fiscal Year 2023: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000); Fiscal Year 2022: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000); Fiscal Year 2021: ¥4,940,000 (Direct Cost: ¥3,800,000、Indirect Cost: ¥1,140,000); Fiscal Year 2020: ¥7,540,000 (Direct Cost: ¥5,800,000、Indirect Cost: ¥1,740,000)
• Keywords: リンパ管 / リンパ浮腫 / 3次元培養 / 集合リンパ管 / 迂回路 / in vitroモデル / 幹細胞 / メカニカルストレス

Outline of Research at the Start

リンパ節郭清後のリンパ浮腫の発症予防や根治的治療法は確立されておらず、解決すべき喫緊の課題である。申請課題では、3Dバイオプリンターを用いてリンパ管のin vitroモデルを構築し、このモデルにメカニカルストレス（外的因子）を与え、リンパ管形成を促進する外的因子を決定する。同時に、作製したリンパ管と正常なリンパ管の遺伝子を次世代シーケンス解析にて比較することで、新たなリンパ管形成に関わるマーカーの探索を行い、リンパ管形成を更に促進させる内的因子を同定する。また、作製したリンパ管の移植実験を行い、リンパ浮腫の発症予防や根治的治療法へ応用可能か検討する。

Outline of Annual Research Achievements

2023年度は、6月1日から10月27日までの約5ヶ月間、本研究を実施した。2023年10月30日から2024年8月31日までは、産休・育休に伴い、本研究を中断する。
今年度、リンパ管のin vitroモデル構築のために購入した3Dバイオプリンター（Cellink社，BIO X）を用いて、リンパ管のin vitroモデル構築を行う予定であったが、研究期間が5ヶ月と限られていたため、培養実験を行うことが難しく、予定を変更し、動物実験を進めた。
実施した内容は、Balb/c雄マウスを用いて、腹壁の集合リンパ管を切断後、切除した腹壁の集合リンパ管部位に、新しく集合リンパ管が新生するか、新生する場合はどのくらいの期間で新生するか、新生しない場合は迂回路がどのくらいの期間で出現するかについて、検討した。その結果、切除した腹壁の集合リンパ管の新生は見られず、切除部位を避けるように迂回路が出現した。この迂回路は、腹壁の集合リンパ管切除後、早いマウスでは7日目に出現した。10日目にはほとんどのマウスで迂回路が出現していた。また、集合リンパ管切除部位周囲にリンパ管新生を促進する成長因子（VEGF-C）を投与しても、切除部位に集合リンパ管が出現することはなかった。これらの結果より、マウス腹壁の集合リンパ管切除後、切除した部分に集合リンパ管は新生せず、切除後10日目以降の切除部位に、VEGF-Cを含むリンパ管新生因子を投与することで、in vivoで集合リンパ管新生を検討するモデルとして使用できる可能性が示された。
本研究によって、リンパ管新生を促進する内的・外的因子を明らかにすることで、生体内でのリンパ管形成誘導を可能とし、リンパ浮腫発症予防・根治的治療法の確立に寄与することに繋がると考えている。

Current Status of Research Progress

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

Reason

動物実験によって、in vivoでの検証の実験系に目処がついた。残りの研究期間で培養実験を行い、in vitroで集合リンパ管形成に関わる因子を同定し、研究期間内にin vivoで検証することは可能であると考えている。

Strategy for Future Research Activity

2024年度から2025年度前半は、培養実験を行い、in vitroで集合リンパ管形成に関わる因子を同定する。2025年度後半は、同定した因子を用いて、in vivoで集合リンパ管新生が促進されるかマウスを用いて実験を行う予定である。

Research Products

• [Journal Article] Effects of inhibition of lymphangiogenesis by the vascular endothelial growth factor receptor 3 (VEGFR-3) inhibitor, MAZ51 on full thickness wounds in mice (2021)
  • Author(s): Takada Kana、Nakajima Yukari、Urai Tamae、Mukai Kanae、Asano Kimi、Okuwa Mayumi、Sugama Junko、Nakatani Toshio
  • Journal Title: Veins and Lymphatics Volume: 10 Issue: 1 Pages: 9385-9385
  • DOI: 10.4081/vl.2021.9385
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Novel Hyaluronate Lyase Involved in Pathogenicity of Streptococcus dysgalactiae subsp. equisimilis (2020)
  • Author(s): Nguyen VA, Ogura K, Matsue M, Takemoto N, Mukai K, Nakajima Y, Hoang TL, Iwata Y, Sakai N, Wada T, Hashimoto W, Okamoto S, Ichimura H.
  • Journal Title: Front Microbiol Volume: 11 Pages: 552418-552418
  • DOI: 10.3389/fmicb.2020.552418
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] 破格，リンパ管小孔，リンパ浮腫，静脈注射，筋肉内注射，皮膚創傷治癒の研究：我々が行ってきた研究の概要 (2020)
  • Author(s): 中谷壽男，向井加奈恵，中島由加里
  • Journal Title: Journal of Wellness and Health care Volume: 44 Pages: 1-10
  • NAID: 120006953890
• [Presentation] 看護実践の向上につながる組織学研究の実際ー我々のこれまでの組織学研究とこれからの展望ー (2023)
  • Author(s): 中島由加里
  • Organizer: 第11回看護理工学会学術集会
  • Invited
• [Presentation] Investigation of lymphedema resolution in mouse hindlimbs (2020)
  • Author(s): Nakajima Y, Asano K, Mukai K, Urai T, Okuwa M, Sugama J, Nakatani T
  • Organizer: 第40回日本看護科学学会学術集会
• [Remarks] 金沢大学医薬保健研究域保健学系看護科学領域臨床実践看護学講座創傷看護技術学分野
  • URL: https://wmn.w3.kanazawa-u.ac.jp
• [Remarks] 金沢大学医薬保健研究域保健学系 看護科学領域 臨床実践看護学講座 創傷看護技術学分野
  • URL: https://wmn.w3.kanazawa-u.ac.jp/