自己組織再生能を有するナノハニカムシートによる心筋再生治療法の確立

2005 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 16209042
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 澤 芳樹 大阪大学, 医学系研究科, 教授 (00243220)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 松田 暉 大阪大学, 名誉教授 (00028614) ; 宮本 裕治 兵庫医科大学, 医学部, 教授 (80229898) ; 福嶌 教偉 大阪大学, 医学系研究科, 講師 (30263247) ; 市川 肇 大阪大学, 医学系研究科, 助手 (60303939) ; 松宮 護郎 大阪大学, 医学系研究科, 助手 (20314312)
• Keywords: ナノハニカムシート / 心筋再生治療 / 生分解性多孔性足場

Research Abstract

最近、我々は、生分解性多孔体足場(スキャホールド)に、細胞を播種せず、細胞外基質のみをseedingし、移植することにより、再細胞化が起こり、最終的には自己組織化し、その場所で組織再生による治癒が起こる可能性を発見した。今回、我々は組織再構築法の開発と移植法の開発、ナノ構造を有する自己支持性パターン化フィルムを導入技術とし、以下の研究課題を検討する。
まず骨格筋等の細胞培養に適したハニカム構造を有する自己支持性パターン化フィルムを作成し、そのハニカム上において骨格筋芽細胞を培養し、フィルム両面における細胞の挙動を詳細に観察しながら培養条件などを中心に検討を行った。血管内皮前駆細胞、及び血管新生因子をハニカムの接着面の構成細胞として用い、グラフト内の血管構築を増強、血管構築を増強させることにより、vitroでの心筋片の酸素透過性を向上させ、よりvitroにおいて重厚な高機能化心筋グラフトを作成した。続いて作製した骨格筋グラフトを心筋梗塞モデルラット、または大動物に移植した。心筋グラフトとレシピエント心筋との各種接着蛋白の発現、vivoにおける心筋グラフトのviabilityの評価、レシピエント心との電気的結合、耐久性、機能改善の評価を行った。移植した心筋グラフトは移植後ほぼ1週間で消失することが判明した。この結果、さらに心筋グラフトの生着を促すため十分な血流確保が必要であるため、大網を用いて血流確保を行っている。また、レシピエント側の電気信号と心筋グラフトとの電気的結合は見られず、さらには、心筋グラフト内での電気的結合は見られなかった。このため、現在、connexin43を用いて心筋グラフト内での電気的結合がみられるよう試みている。しかし、レシピエント側の心機能は、梗塞後に比し、有意に改善した。このことは、骨格筋芽細胞から分泌されるHGF, FGFの効果であろうと考えられた。今後、connexin43を遺伝子導入した十分な数の骨格筋芽細胞による心筋グラフトを作成し、これが長期間、生存、生着することで、さらなる心機能の改善が予測される。