2017 Fiscal Year Research-status Report
低侵襲投与が可能な高分子材料と細胞の相互作用による腎臓再生デバイスの創製
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16K05923
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| Research Institution | Fujita Health University |
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Principal Investigator |
堀 秀生 藤田保健衛生大学, 保健学研究科, 講師 (00342113)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
北口 暢哉 藤田保健衛生大学, 保健学研究科, 教授 (70508077)
新里 昌功 藤田保健衛生大学, 保健学研究科, 准教授 (80148288)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 再生医療 / 腎臓 / 不織布 / 幹細胞 / ナノファイバー不織布 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
不織布の医療用途への展開の一つとして、不織布材料と細胞の相互作用を活用し、不織布材料を用いた腎臓再生デバイスの創製を行っている。これまでにカテーテルで投与可能なデバイスとして粉体と細胞の混合物を検討してきたが、腎臓被膜下へ十分量の細胞を留置することに課題を残したため、従来から検討してきた不織布をベースとしたデバイスで研究を進めている。
1. デバイス設計：1)粉体/細胞混合物と不織布の組み合わせ：ラット骨髄由来間葉系幹細胞（r-BMSC）とキチン粉体あるいはキトサン粉体の混合物では血管内皮細胞増殖因子（VEGF）の産生が促進し、r-BMSCを捕捉したポリ乳酸（PLA）不織布では肝細胞増殖因子（HGF）の産生が促進した。そこで2つのデバイスを組み合わせたデバイスを構築した。粉体/細胞混合物を不織布で捕捉することにより腎臓被膜下へ十分量の細胞を留置することが可能となった。2)キトサンナノファイバ不織布：ラット脂肪由来間葉系幹細胞（r-ADSC）を捕捉したキトサンナノファイバ不織布では積層枚数と繊維密度を調節することによって高い細胞捕捉率が得られた。
２．成長因子産生能： 1) r-BMSC/キチン粉体あるいはキトサン粉体混合物とPLA不織布の組み合わせ：VEGFとHGFの2つの成長因子の産生促進を期待したが、VEGFのみが促進する結果であった。2)r-ADSC捕捉ナノファイバ不織布：r-ADSC捕捉キトサンナノファイバ不織布はHGFの産生が促進し、r-BMSC捕捉PLA不織布よりも産生能は促進した。また、r-BMSC捕捉ナノファイバ不織布と同程度の産生能を示した。
３．臨床応用へむけてヒト由来幹細胞の成長因子産生能を検討した。脂肪由来間葉系幹細胞捕捉PLA不織布はラットおよびヒト由来細胞ともにPLA不織布との組み合わせでHGF産生が促進した。
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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．流動性を持つ粉体/細胞混合物を不織布に捕捉することによって、腎臓被膜下へ十分量の細胞を留置することが可能となった。
2．新規デバイスとしてr-ADSC捕捉キトサンナノファイバデバイスを構築できた。このデバイスはr-BMSC捕捉キトサンナノファイバデバイスと同程度のHGFの産生能が得られ、かつ、ポリ乳酸不織布を用いたデバイスよりもHGFの産生能が促進した。
3．臨床応用を念頭にヒト細胞についても検討した。ラット脂肪由来間葉系幹細胞捕捉PLA不織布とヒト脂肪由来間葉系幹細胞不織布はともにHGFの産生が促進した。
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| Strategy for Future Research Activity |
1．流動性を持つ粉体/細胞混合物を不織布に捕捉することによって、腎臓被膜下へ十分量の細胞を留置することが可能となったが、成長因子の産生については課題を残した。粉体/細胞混合物と不織布の組み合わせは成長因子の産生能を指標として継続して検討する。
2．ヒト由来の幹細胞と同じ結果が得られたラット脂肪由来間葉系幹細胞を用いて慢性腎不全モデルラットに対する治療効果を検討する。
3.臨床応用へむけてヒト由来の幹細胞の成長因子産生能を指標としたデバイス設計は継続して検討する。
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| Causes of Carryover |
１．細胞捕捉不織布デバイスの治療効果を動物実験で確認するため、実験動物、実験動物用飼料、腎機能評価用試薬、病理標本作成用試薬などの購入費。２．臨床応用へ向けたデバイスを設計するために、細胞、細胞培養試薬およびピペットなどの消耗品、成長因子測定用試薬などの購入費。３．学会発表と本研究に関わる最新情報入手（旅費、学会参加費など）４．論文発表のための英文校正、別刷費など。
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