2016 Fiscal Year Research-status Report
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15K10441
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
池口 良輔 京都大学, 医学研究科, 准教授 (80437201)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
青山 朋樹 京都大学, 医学研究科, 准教授 (90378886)
太田 壮一 京都大学, 医学研究科, 講師 (70592484)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 末梢神経 / 再生 / 細胞 / 線維芽細胞 / バイオ３Ｄプリンター |
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| Outline of Annual Research Achievements |
外傷や悪性腫瘍による末梢神経損傷により神経欠損がおこれば、人としての生活は大きく制限される。欠損部が小範囲の場合は自家神経移植を用いての再建が一般的には行われているが、自家神経移植では採取可能な神経組織に限りがあるため広範な末梢神経欠損の再建は不可能で、この解決法として同種神経移植や人工神経という概念が生まれてきた。万能細胞と呼ばれる間葉系幹細胞には神経再生促進作用があり、現在では3D プリンタ－を用いた細胞性積層化技術により末梢神経のような三次元管腔組織を作成することが可能である。末梢神経欠損モデルを用い、細胞から作成した三次元管腔組織にて神経再生が促進されることを明らかにするのが今回の研究の目的である。
ヒト線維芽細胞を用いて96ウェルプレートに細胞を2～3×10^4cells/wellずつ播種しスフェロイド形成を確認後、バイオ3Dプリンターを用いて、内径2mm長さ8mmの三次元管腔組織を作成した。免疫不全ラットの坐骨神経を用い、作成した管腔組織にて5mm の神経欠損部を架橋した(n=5)。神経欠損部作成しシリコンチューブで架橋したものをコントロール(n=5)とした。
術後8週でコントロール群と比較し実験群では足部内転筋での有意な活動電位が認められた。また動作解析でもコントロール群と比較し有意に下肢自動運動の回復が認められた。組織を観察してみると肉眼的に再生神経が認められた。切片を作成し電子顕微鏡像ではコントロール群と比較して実験群では優位な再生軸索数が認められた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
(1)ヒト線維芽細胞を用いて96ウェルプレートに細胞を2～3×10^4cells/wellずつ播種しスフェロイド形成を確認後、バイオ3Dプリンター「Regenova」（サイフューズ社）を用いて、内径2mm長さ8mmの三次元管腔組織を作成した。
(2)免疫不全ラットの坐骨神経を用い、上記作成したチューブにて5mm の神経欠損部を架橋した(n=5)。コントロールとして神経欠損部作成しシリコンチューブで架橋したものを作成した。
(3)術後8週の時点で動作解析と電気生理学的な評価を行った。動作解析では実験群はコントロール群と比較し有意に下肢自動運動の回復が認められた。電気生理学的評価ではコントロール群と比較し足部内転筋での有意な活動電位が認められた。坐骨神経を展開し、坐骨神経が架橋されていることを実験群では肉眼的に確認した。再生神経の組織を採取し、固定後、切片を作成し電子顕微鏡にて観察したところ、実験群では遠位神経内に再生軸索が確認できた。形態学的評価では、実験群ではコントロール群と比較し有意な再生軸索数が認められた。
(4)ヨーロッパ手外科学会（June 22-25 2016 Federation of the European Society for Surgery of the Hand, Santander Spain,）とアメリカ整形外科基礎学術学会(March 19-22 2017 Orthopaedic Research Society, San Diego USA)で、発表した。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成28年度に行っていた実験の継続を行う。具体的には（１）間葉系幹細胞の分離培養の継続、（２）三次元管腔組織の作成の継続。（３）移植手術の継続、（４）神経再生評価の継続を行う。（５）移植細胞の分化の評価；移植した線維芽細胞が再生神経内のどの部位に分布しているかを、移植細胞に標識を行い、再生神経から採取した組織を固定後、免疫染色を行い評価する。（６）論文を作成し、投稿する。（７）研究分担者間での連絡と議論：１週間に１度、火曜日夕方２時間のMeetingを行って研究分担者間で連絡をとり、それまでのデータの検討、今後の実験について議論を行う。Meetingの中で議論し、実験群のプロトコールを変更することを決定する。
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| Causes of Carryover |
現在論文投稿準備中であり、論文等にかかる校正及び投稿費用のため繰り越し行った。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
論文投稿準備完了次第投稿を行い、繰り越し費用を使用する。
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