2016 Fiscal Year Research-status Report
マイクロファイバー型肝オルガノイド移植による肝不全治療の開発
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16K01355
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
大橋 一夫 大阪大学, 薬学研究科, 招へい教授 (40364062)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
川端 健二 国立研究開発法人医薬基盤・健康・栄養研究所, 医薬基盤研究所 幹細胞制御プロジェクト, プロジェクトリーダー (50356234)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 組織工学 / 肝不全 / 再生医療 / 肝細胞移植 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本申請研究では、直径100マイクロメートル前後のマイクロファイバー型肝オルガノドの作製にあたり、肝細胞とマクロファージの２種類の細胞を用いる意義を探索することが主目的である。また、肝オルガノイドの移植実験をマウスの肝不全モデルにて展開することにより、肝不全病態に対する新しい細胞再生療法の開発につながる情報を得ることも目的の一つである。
平成28年度においては、①肝細胞と分化誘導マクロファージの共培養実験とマイクロオルガノド作成にむけた基盤技術の確立、②iPS細胞からマクロファージ細胞の分化誘導法の至適化、③マウスにおける急性肝不全モデル確立における準備実験を行った。マイクロオルガノド作成技術法の至適化については、既報告（Biomaterials 33, 8304, 2012, J Biosci Bioeng 116, 761, 2013）に従って、注入細胞密度、細胞注入速度の観点で至適化を行った。②iPS細胞からのマクロファージ細胞の分化誘導については、胚葉体形成を介してた分化誘導を行った。その後、血液前駆細胞に分化誘導がすすんだことを血液前駆細胞マーカー(CD34, CD43) 陽性にて確認の後に、M-CSF添加料と添加タイミングの至適化を通じて、分化マクロファージへの誘導を行った。その結果、マクロファージとしての表面マーカー(CD14, HLA-DR)が検出されたことからiPS細胞からマクロファージへの分化誘導が可能であることを明らかとした。③マウスにおける急性肝不全モデルの確立においては、四塩化炭素の大量投与による肝障害発生程度を把握した。この情報を基に、マウス肝障害による致死発生を目的とした至適投与量を近日にも至適化出来る状態にある。
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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
平成28年度の研究において、iPS細胞からマクロファージへの分化誘導の至適化がかなりのレベルで達成でき、分化誘導マクロファージの特異的機能も培養環境において確認できた。また、本研究の最大目標であるマウスでの致死レベルの急性肝不全病態における治療効果を把握することに対し、平成28年度の研究において注入する化合物量の至適化のめどがたっている。さらに、肝細胞ともう１種類の細胞を用いてマイクロファイバー型オルガノドを作製するにあたって、細胞注入数、細胞注入速度の観点で至適化を行った。これらの成果は、平成29年度の計画研究を遂行するにあたり、有用な情報であり、今後の研究の加速的実施が予想できる。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成２８年度の研究成果を確実なものとし、また、さらに発展させるために、平成２９年度では肝細胞とiPS細胞由来のマクロファージの共培養実験を展開する。まずは平成28年度で確立したiPS細胞からの分化誘導法で誘導されるマクロファージ細胞にLPSを作用させた後に、IL-6などの炎症性サイトカイン産生量を測定することにより、マクロファージの分化度を把握する。これらの結果を随時分化誘導法にフィードバックさせ、さらに高分化のマクロファージを誘導する手法を探索する。次のステップとして、マクロファージと共存することによる肝細胞機能の変化や、肝細胞構造形態に着目することにより、２つの細胞の混合比率や、混合形態の最適化を探る。これらのステップが完了し、肝細胞ーマクロファージともに高次元で機能発揮できる細胞混合体を作製した段階で、肝不全という病態治療への応用をみすえた研究をすすめる。本研究課題の最終目標の一つが、マウスにおける肝不全病態での治療効果の把握であるので、平成２８年度で行った化合物注射により誘導される急性肝不全時の肝臓病態を把握することも計画する。これらの検討実験により、平成30年度に計画している肝不全病態の治療により適した複合体細胞組織体やマイクロファイバー肝オルガノドのマウス体内への移植実験の最適化がより短時間に行えると予測できる。
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| Causes of Carryover |
平成28年度実施本研究の一部において、マウスを用いた肝不全病態の誘導実験を行った。施設内飼育のマウス増殖が予想よりも旺盛であり、マウスを予定外購入することなく動物実験が実施できた。そのため、マウス飼育および購入費用を節約することができ、次年度使用額が発生した。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
平成28年度に引き続き、平成29年度の実施予定実験においても一部でマウスを用いた実験を予定している。平成28年度の残額を、マウスの購入・飼育・手術等にあてることにより、より多いマウスを用いた実験が可能となっている。動物実験の観察期間もより長期に行うことも計画する。
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[Journal Article] The optimization of short-term hepatocyte preservation prior to transplantation2017
Author(s)
Kengo Fukuoka, Akiko Inagaki, Yasuhiro Nakamura, Muneyuki Matsumura, Satoru Yoshida, Takehiro Imura, Yasuhiro Igarashi, Shigehito Miyagi, Kazuo Ohashi, Shin Enosawa, Takashi Kamei, Michiaki Unno, Noriaki Ohuchi, Susumu Satomi, Masafumi Goto
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Journal Title
Transplantation Direct
Volume: in press
Pages: in press
Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
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[Presentation] The investigation on target matrix of collagenase G for achieving tailor-made islet isolation2016
Author(s)
Satoru Yoshida, Youhei Yamagata, Kanako Nakagawa, Kazuhisa Maeda, Kazutaka Murayama, Kimiko Watanabe, Takehiro Imura, Akiko Inagaki, Yasuhiro Igarashi, Shigehito Miyagi, Kazuo Ohashi, Noriaki Ohuchi, Susumu Satomi, Masafumi Goto
Organizer
26th International Congress of the Transplantation Society
Place of Presentation
Hong Kong
Year and Date
2016-08-18 – 2016-08-23
Int'l Joint Research
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