2005 Fiscal Year Annual Research Report
未分化胚性幹細胞を用いた生体内分化誘導型小口径ハイブリッド型人工血管の開発
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15390421
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| Research Institution | KYOTO PREFECTURAL UNIVERSITY OF MEDICINE |
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Principal Investigator |
神田 圭一 京都府立医科大学, 医学研究科, 講師 (60295649)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中山 泰秀 国立循環器病センター(研究所), 生体工学部, 室長 (50250262)
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| Keywords | ES細胞 / ハイブリッド型人工血管 / マウス / 自家結合組織管 / 力学的ストレス |
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| Research Abstract |
ES細胞を人工基材に組み込んだハイブリッド型人工血管モデルを開発し、ES細胞の循環系人工臓器への適用の可能性を検討している。マウスES細胞を内径1.5mmのポリウレタン製人工血管内腔面に播種し、ヌードラットの腹部大動脈に移植するモデルで検証を行った。植え込み後グラフト内腔面には組み込んだES細胞が生着していた(LacZで確認)。さらに移植後1週間後には、グラフトの内腔面に形成された血栓層内でもES細胞の存在が確認できた。これら細胞の一部はLacZとPCAM-1の二重染色で陽性であり、植え込み時に比べて血管内皮細胞に近い性質を持つ可能性があった。植え込まれたES細胞が直接生体内で血液と力学的ストレスに曝された結果生体内でさらなる分化誘導を受けて血管壁細胞に近づきつつある過程を示唆するものであった。
in vitroにおける培養系でグラフトに拍動流を負荷するシステムを開発した。この装置を用いて体外で力学的ストレスを負荷する事により、生体内で認められたと同様の分化誘導が再現できるかどうかの検証にも着手した。現時点で行っている予備的実験では、グラフト内のES細胞がずり応力と周期的伸縮性ストレスの2種の力学的ストレスを受けることにより、それぞれ細胞の存在部位に応じて最内腔面ではPCAM-1陽性細胞に、壁内ではSMA陽性細胞に変化する事が観察された。すなはち生体血管の階層構造に類似した構築(内膜-内皮細胞、中膜-平滑筋細胞)が形成されつつある過程と考える事も出来る。このことによりin vivoだけでなくin vitroにおいてもハイブリッド型人工血管の成熟度を変化させる事が出来る可能性が示唆された。
しかしマウスの実験系ではES細胞は非常に細胞接着性が悪く、人工基材を用いた場合長期観察を得ることが出来ず、ハイブリッド型人工血管の実験系確立は困難であると考えられた。このため現在管状の自家結合組織を生体内で作成する技術を開発中である。管状組織体バイオチューブ人工血管は非常に良好な組織治癒課程を示したが、2週間以内の急性期には内腔面にコラーゲンや繊維芽細胞が露出しており、血栓性が高いのが欠点である。この内腔面にES細胞を播種することにより、バイオチューブ人工血管の短所を克服すべく研究を開始している。ES細胞と自家結合組織という新しい概念のハイブリッド型人工臓器の確立を視野に入れて今後の研究を行っていく予定である。
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[Journal Article] バイオチューブ人工血管におけるES細胞の生体内分化誘導2005
Author(s)
坂井修, 神田圭一, 中山泰秀, 黄海瑛, 岡本吉弘, 根本泰, 山下潤, 伊藤裕, 安藤譲二, 渡辺太治, 夜久均
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Journal Title
日本血管外科学会雑誌 14(3)
Pages: 502
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[Journal Article] In vitro pulsatile flow loading can induce the differentiationfrom embryonic stem(ES) cells to vascular wall cells2005
Author(s)
Haiying Huang, Yasuhide Nakayama, Kairong Qin, Kimiko Yamamoto, Joji Ando, Jun Yamashita, Itoh Hiroshi, Keiichi Kanda, Hitoshi Yaku, Yoshihiro Okamoto, Yasushi Nemoto
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Journal Title
平成17年8月 J.Artificial Organs 8(2)
Pages: 110-118
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[Journal Article] In vitro pulsatile flow loading can induce the differentiationfrom embryonic stem(ES) cells to vascular wall cells.2005
Author(s)
Huang H, Nakayama Y, Qin K, Yamamoto K, Ando J, Yamashita J, Itoh H, Kanda K, Yaku H, Okamoto Y, Nemoto Y.
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Journal Title
Artificial Organs Sep;29(9)
Pages: 733.3
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[Patent(Industrial Property Rights)] 人工弁2005
Inventor(s)
中山泰秀, 神田圭一, 根本 泰
Industrial Property Rights Holder
国立循環器病センター総長, 株式会社ブリヂストン
Industrial Property Number
特願2005-225099
Filing Date
2005-08-03
Description
「研究成果報告書概要(和文)」より
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