Development of bio-pulsating ureter using self-organizing collagen tube
| Project/Area Number |
23K25182
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| Project/Area Number (Other) |
22H03928 (2022-2023)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2024)
Single-year Grants (2022-2023) |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 90110:Biomedical engineering-related
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| Research Institution | Jikei University School of Medicine |
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Principal Investigator |
佐々木 裕 東京慈恵会医科大学, 医学部, 非常勤講師 (80349589)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
関根 秀一 東京女子医科大学, 医学部, 准教授 (60541737)
本間 順 東京女子医科大学, 医学部, 助教 (50507366)
横尾 隆 東京慈恵会医科大学, 医学部, 教授 (70301538)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥17,160,000 (Direct Cost: ¥13,200,000、Indirect Cost: ¥3,960,000)
Fiscal Year 2024: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000)
Fiscal Year 2023: ¥7,410,000 (Direct Cost: ¥5,700,000、Indirect Cost: ¥1,710,000)
Fiscal Year 2022: ¥6,110,000 (Direct Cost: ¥4,700,000、Indirect Cost: ¥1,410,000)
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| Keywords | 尿管再生 / 再生医療 / 尿管蠕動運動 / 心筋細胞 / 人工代用尿管 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では、心筋細胞シートを用いた管状拍動組織を構築し置換移植することで長期開存維持可能な代用尿管の開発を目指す。同時に、自己組織化コラーゲンチューブを足場にして尿管上皮(urothelial cell: UC)と平滑筋細胞(smoothmuscle cell: SMC)層が再生される過程、尿流および尿成分が尿路再生に与える影響を解明する。さらに、大動物(ブタ)を用い作製組織のサイズアップを図り、尿管狭窄を伴う水腎症疾患に対する新たな人工尿管置換術治療としての臨床応用を目指す。
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| Outline of Annual Research Achievements |
尿管狭窄症は悪性腫瘍、先天性疾患など多彩な疾患によって生じる症候である。水腎症を引き起こし、腎機能の低下をもたらす為、外科的介入が必要となる。現状は尿管ステント留置や、腎瘻造設術が施行されることが多いが、定期的なデバイス交換が必要となり、感染症の原因となったり、QOLの低下を引き起こしたりするなどの問題点がある。また、腸管を用いた代用尿管や回腸導管造設術などの術式も選択され得るが、感染症の原因となったり、QOLの低下を引き起こしたりとい問題は解決できず、侵襲度の高さからも適応となる状況は限られる。尿管狭窄症を解決するために人工代用尿管の開発が行われているが、尿管本来の蠕動運動を再現できないなどの問題点から実用化には至っていない。
本研究では、ラット水腎症モデルに対して生体内組織形成術を利用した自己組織化コラーゲンチューブを使用した代用尿管の検討を行う。今年度はラット尿管をコラーゲンチューブで再建し、拍動する心筋シートや脂肪由来間葉系幹細胞シートをコラーゲンチューブ周囲に巻きつけて尿管を構築した。コラーゲンチューブに心筋シートを付与し、尿管を再建する実験を行い、再建尿管を高い確率で開通させることに成功した。この結果は心筋シートからサイトカインが分泌され、パラクライン効果が与える影響と考えた。次に、パラクライン効果による抗炎症作用を利用した新規治療法として期待されるASCをシート状にして再建尿管に付与する実験を行った。これらの実験結果については論文化し、Regenerative Therapy誌に掲載された。加えて、新規足場素材として、コラーゲンチューブ以外の素材に着目し、実験を行っている。さらには最終年度の大動物を用いた前臨床試験に向けて、大動物に対する手術体制、術後管理体制の構築を行なった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
人工物を用いての代用尿管についての検討は進行しており、その結果の一部は既に査読つき論文として報告した。また、最終年度に予定している大型動物を用いた実験を行うための基盤構築は行うことができた。一方で、尿路上皮細胞の進展についてのメカニズム解析についての検討は進捗が遅れている状況である。バイオリアクターを使用し、伸展メカニズムなどの検討を行っているが、その条件設定等により結果にばらつきが大きく苦慮しているためである。更なる検討を進めていく予定である。
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| Strategy for Future Research Activity |
現在進捗が遅れている尿路上皮進展のメカニズムについて、予定している生体外で尿路上皮細胞の遊走、増殖に関与する因子の検討を行う。様々な条件設定により、尿路細胞の進展また、尿管蠕動運動のメカニズム検討を進める。また、代用尿管の足場素材においては、より適した素材の検討も並行して行い、より臨床に応用可能な代用尿管の検討も進めていく予定である。さらに大動物への人工代用尿管の検討を行う予定である。
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Report
(2 results)
Research Products
(2 results)
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[Journal Article] uccessful reconstruction of the rat ureter by a syngeneic collagen tube with a cardiomyocyte sheet2023
Author(s)
Shutaro Yamamoto, Kenji Matsui, Yoshitaka Kinoshita, Hiroshi Sasaki, Hidekazu Sekine, Yatsumu Saito, Yasuhide Nakayama, Haruki Kume, Takahiro Kimura, Takashi Yokoo, Eiji Kobayashi
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Journal Title
Regenerative Therapy
Volume: 24
Pages: 561-567
DOI
Related Report
Peer Reviewed
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