次世代パルスレーザーを用いた冠動脈高度石灰化病変の新規デバイス開発に向けての検討

2015 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 15K15305
• Research Institution: Tokyo Medical and Dental University
• Principal Investigator: 秦野 雄 東京医科歯科大学, 医学部附属病院, 助教 (00736407)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 磯部 光章 東京医科歯科大学, 医歯(薬)学総合研究科, 教授 (80176263) ; 足利 貴志 東京医科歯科大学, 医歯(薬)学総合研究科, 教授 (00251512) ; 前嶋 康浩 東京医科歯科大学, 医学部附属病院, 講師 (40401393)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: 血管石灰化 / レーザー治療

Outline of Annual Research Achievements

平成27年度は研究目的①の405nmパルスレーザーの照射が石灰化した細胞株に及ぼす物理的・生物学的影響の検討について実験を進めた。
当初は骨芽細胞由来の細胞株であるMC3T3-E1を用いて石灰化誘導モデルを作成し、レーザー照射の影響を評価する予定であったが、間葉系幹細胞系の細胞株であるKUSA-A1の方がより石灰化効率が良いことが判明したため、そちらを実験に用いた。
レーザー照射に関しても、当初は光ファイバーの先端から照射を行っていたが、エネルギーが不十分であることが分かったため、顕微鏡上でレーザーを収束させることでより高いエネルギーを得られる実験系を構築した。
ガラスボトムディッシュにKUSA-A1を播種し、2-3週間の石灰化誘導を行った後に405nmパルスレーザーの照射を行った。石灰化に対するレーザーの影響を判定するためにAlizarin Red S染色を行ったところ、レーザー照射によって石灰化が一部減少している可能性を示唆する所見を得られた。
レーザーの石灰化に対する影響をより詳細に評価するため、電子顕微鏡を用いた形態評価、元素分析を用いたCaの定量評価を行った。その結果、レーザーによって石灰化は形態が変化していることが観察されたが、定量評価では明らかなCa元素の減少は示されなかった。ただ電子顕微鏡による元素分析は表面に凹凸がある場合、不正確な結果となる可能性も考えられたため、Caを蛍光標識できるCalceinを用いて、レーザーによる石灰化の減少に関して定量評価を行っていく予定である。また研究目的②の腎不全ラットの大動脈を用いたex vivo/in vivo動物モデルへのレーザー照射の影響に関しても現在実験準備を進めている段階である。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

当初使用を予定していた細胞を用いた実験において石灰化効率が予想より悪く、細胞を変更せざるを得ない状況があった。
またレーザー照射に関しても、細胞に照射するシステムの開発に時間を要した。

Strategy for Future Research Activity

石灰化誘導した細胞におけるレーザーの影響に関して、詳細な評価を継続するとともに、ex vivoモデルを用いたレーザーの影響に関する実験も開始し、画像診断装置を用いて評価を行っていく。

Causes of Carryover

動物実験が当該年度において開始できなかったため。

Expenditure Plan for Carryover Budget

次年度使用額を用いて動物実験の開始を予定しております。