2016 Fiscal Year Research-status Report
Bone marrow-derived cell structures reconstructs functional urinary bladders
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15K10622
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| Research Institution | Shinshu University |
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Principal Investigator |
今村 哲也 信州大学, 医学部, 特任講師 (00467143)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 骨髄由来細胞 / ３Dバイオプリンター / 放射線照射傷害膀胱 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
われわれは、放射線照射によって傷害を与えた膀胱に骨髄由来細胞を移植することによって機能的な膀胱が再生することを報告してきた。骨髄由来細胞の移植方法としては、膀胱組織への直接注入移植や温度応答性培養皿で作製した細胞シートのパッチ移植を行ってきた。しかし、これらの移植法には、克服しなければならないいくつかの課題があった。直接注入移植法では、移植細胞の活性化の低下、既に傷害を受けた膀胱組織に針を刺し注入することによる傷害部位の悪化と拡大の懸念などが挙げられる。一方、細胞シートのパッチ移植では、シートを構成している細胞の膀胱構成細胞（平滑筋や神経細胞）への分化が認められず、また、非常に薄く、脆弱であることが挙げられた。
そこで、本研究は、これらの課題を克服するとともに、実臨床への応用を視野に入れ細胞凝集体（スフェロイド）を用いた、より効率的かつ効果的な高機能細胞シート作製を試みた。当初は、温度応答性培養皿の使用を計画していたが、バイオ３Dプリンターの利用が可能になったことから、骨髄由来細胞スフェロイドシートから骨髄由来細胞（積層型）構造体を作製できるようなった。昨年度は、移植２週間後での移植効果の評価を行ったが、本年度は、移植４週間後における評価を行った。
放射線照射した膀胱に構造体を移植すると、移植２週間後と同様に、移植した構造体の正着が認められた。構造体を構成している骨髄由来幹細胞から分化した平滑筋細胞は、移植２週間後では認められなかった一部の平滑筋層を再構築していた。さらに、膀胱内圧測定では、構造体を移植しなかった対照群では、著しい頻尿を示していたが、構造体を移植したラットでは、頻尿が認められなかった。残尿量に関しても対照群と比べ有意に低下していた。したがって、構造体移植によって、機能的な膀胱の再生が可能であることが示唆された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
バイオ３Dプリンター（レジェノバ、株式会社サイフューズ、委託作製）の利用によって、骨髄由来細胞からスフェロイド形成を経てからの骨髄由来細胞（積層型）構造体の作製を効率よく行えるようになった。
作製した構造体を放射線照射して傷害を与えた膀胱に移植すると平滑筋層が再構築され、膀胱機能が正常に近づくことを示した。昨年度の結果（移植２週間後での評価）と比較すると、明らかに膀胱再生が進展していた。
以上から、当初の計画の変更による研究遂行の遅れや支障もなく、円滑に進めることができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
今年度得られた結果に対して、組織学的解析、画像解析を中心とした解析を進め、対照群との比較、移植２週間後との比較を数値化して示したいと計画している。さらに、平滑筋層だけではなく、神経再生、繊維化の抑制、および、再生機序についても検討を行う。また、これらの研究成果である骨髄由来細胞積層型構造体移植による膀胱再生については、特許取得を目指し現在申請準備中である。
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| Causes of Carryover |
当初計画で見込んだよりも安価に研究が進んだため、次年度使用額が生じた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
次年度使用額は平成２９年度請求額と合わせて消耗品費として使用する予定である。
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