| Project/Area Number |
24K02607
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 56070:Plastic and reconstructive surgery-related
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| Research Institution | Jichi Medical University |
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Principal Investigator |
素輪 善弘 自治医科大学, 医学部, 准教授 (80468264)
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| 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)
松崎 典弥 大阪大学, 大学院工学研究科, 教授 (00419467)
森本 尚樹 京都大学, 医学研究科, 教授 (40378641)
吉村 浩太郎 自治医科大学, 医学部, 教授 (60210762)
齋藤 夏美 自治医科大学, 医学部, 助教 (70638246)
Louis Fiona 大阪大学, 大学院工学研究科, 特任助教(常勤) (70838523)
高倉 伸幸 大阪大学, 微生物病研究所, 教授 (80291954)
冨田 興一 近畿大学, 医学部, 教授 (90423178)
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| Project Period (FY) |
2024-04-01 – 2028-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥16,770,000 (Direct Cost: ¥12,900,000、Indirect Cost: ¥3,870,000)
Fiscal Year 2027: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
Fiscal Year 2026: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
Fiscal Year 2025: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
Fiscal Year 2024: ¥6,890,000 (Direct Cost: ¥5,300,000、Indirect Cost: ¥1,590,000)
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| Keywords | 組織工学 / 軟部組織再建 / 脂肪幹細胞 / 乳房再建 / 生体材料 |
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| Outline of Research at the Start |
現状の医療技術では自家軟部組織を体外で増大させる科学技術は未開発である。申請者は優れた血管網と外圧耐性を兼ね備えた堅牢な移植用脂肪組織ボール(iPAT)に加工し、体外増幅することで必要量産生し、欠損に見合った再建材料を充足するための基盤的技術を有している。本研究では、さらに発展させ、自家細胞のみで完結する大型の新規生体注入材料を創出し、その作成工程の簡略化・自動化、スケールアップ化を試みることで、皮弁や人工物、あるいは軟部組織再建のための体外培養システムで新規生体注入材料の開発を行う。また血管束上にiPATを積層させていくボトムアップタイプ体外潅流法を用いた遊離皮弁モデルを作成することも併せて試みる。
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| Outline of Annual Research Achievements |
1.プロセスの自動化とスケールアップ、さらに大きなサイズの移植治療
スピナー付き大量培養用フラスコを用いたスケールアップ化したが、スクリューがiPATを損傷させることで、形態が崩れ、従来の積層型iPATからミニ乳房(オルガノイド)形成の実現が難しいことが判明した。そのため、深く検討した結果回転するバイオリアクターの中で培養血管付きボールを動かしながら球形のiPATを作成できるCellPet 3D-Lを２つ購入した。これにより同時に500mLの培地量のiPATを量産することが可能となった。同時に、ディスペンサー装置によるバイオプリンティング(Bio-X, Cellink)を配備し、さらに効率、高速に産生効率を向上する工夫を重ね手動から自動培養システムが構築され、今後iPATの作成のスケールアップ化が可能になった。
2.自己脂肪細胞組織由来の血管内皮細胞調整とこれを用いたiPAT作成
ALK5 inhibitorを添加することで血管内皮細胞の獲得効率を検討したところ、無添加群が1.2%の血管内皮細胞を採取できたのに対して、添加群では29.29%に向上した。次にこの自己脂肪組織由来の血管内皮細胞を用いて、HUVECと同様の手法でiPATを作成したところ、iPATと類似した脂肪組織ボールが作成可能であることを確認した。さらに培養条件にVEGF-Aを添加することで約35％改善することも見出した。これまでと同様に、自己細胞由来のiPATをマウスの鼠径部に移植したところ、従来のiPATと同様に生着した。2週間後の移植組織の状態を示す。組織評価では、毛細血管レベルの血管構造が錯綜した脂肪細胞とその基質がみとめられた。これにより、自己脂肪細胞組織由来の血管内皮細胞を含めたすべての自己細胞でiPAT調整することができることが明らかとなった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
iPATsを構成する基質材料であるCMF(コラーゲンマイクロファイバー)のLot.が変わったため、再度微細な調整に時間を要した。現在この点について、少しづつ解決に向かっており、来年度には安定した改良型 iPATの作成が実現できると考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
改良型 iPAT の凍結保存実現性の検討
スケールアップ 改良型 iPAT を 2 種類の代表的な凍結保存培地で冷凍保存を行った。近日に血管構造を付加しなかった脂肪組織比較対象として検討するために解凍後 の iPAT ボール同志の合体現象 、インスリン誘導後の脂肪酸取り込み機能、Hoechstおよびヨウ化プロピジウムによる脂肪組織の生存能試験を実施する予定である。
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