Fabrication and transplantation of canine corneal bio-sheet using in body tissue architecture (iBTA)

2019 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 17K08096
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Veterinary medical science
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: Tsuzuki Keiko 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 特任助教 (30364251)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 中山 泰秀 大分大学, 医学部, 客員研究員 (50250262)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: 犬 / 角膜損傷 / 生体内組織形成術 / 角膜移植

Outline of Final Research Achievements

We tried to culture canine corneal endothelial cells using explant method, however, the cultured cells consisted of p75-positive immature cells and ZO-1 and Na+K+ATPase-positive mature endothelial cells. It was difficult to isolate mature cells. Therefore, we fabricate an artificial canine cornea only using a canine corneal epithelial cell line and bio-sheet fabricated using iBTA. Canine corneal epithelial cells were successfully cultured on a bio-sheet and 5 days of air exposure induced a sufficient stratified epithelium on the bio-sheet. We also established culture method of canine corneal stromal cells and successfully induced these cells into myofibroblasts. Using this induction system, we revealed that hepatocyte growth factor (HGF) can repress the differentiation from stromal cells into myofibroblasts. This result indicates that HGF can be a promising drug for opacity induced after corneal injury.

Free Research Field

獣医眼科学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

犬角膜内皮細胞の培養が可能であることが示された。今後、成熟細胞の誘導や純化を検討する必要があるが、犬の角膜内皮疾患の病態解明などへの応用が期待できる。また、iBTAを用いた角膜組織の作製には至らなかったが、犬角膜上皮細胞がバイオシートに定着し、重層化が誘導された。このことは、バイオシートを用いて体外で他の細胞と融合させた組織体の作製が可能であることを示し、iBTAを用いた組織再生療法において新たなアプローチを提案する。さらに、犬角膜実質細胞の分離培養と筋線維芽細胞分化の検討から、角膜混濁の病態を再現できた。今後、肝細胞成長因子の他、角膜混濁治療薬の開発につながることが期待される。