2019 Fiscal Year Annual Research Report
Elucidation of the tissue repair ability of CD163 positive macrophages aimed at regenerative medicine
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18J01441
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
西東 洋一 京都大学, ウイルス・再生医科学研究所, 特別研究員(PD)
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| Project Period (FY) |
2018-04-25 – 2021-03-31
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| Keywords | マクロファージ / フィブリン / 生体材料 / ハイドロゲル / 創傷治癒 / 再生医療 / 間葉系幹細胞 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
昨年度までのウシ由来フィブリンハイドロゲルの解析に引き続き、今年度は全ての材料をヒト化したフィブリンハイドロゲル作製を行い、問題なくゲル化できることが分かった。ヒトフィブリンハイドロゲルとヒトマクロファージとの相互作用を解析し、マクロファージに抗炎症作用を誘導すること、マクロファージがフィブリンゲルを効率よく分解することを確認した。
ヒトフィブリンハイドロゲルでの薬剤徐放化に向けて、フィブリンゲルの表面及び断面の電子顕微鏡撮影を行った。透水性の高い線維網構造を利用し、線維に物理的にトラップされるサイズの薬剤徐放粒子（カプセル）に薬剤導入を行う戦略で計画を進めており、工学部と連携しながら徐放化ゲルの作製を今後も継続して進める予定である。
ゲルへのマクロファージ導入にあたって、抗炎症作用や組織修復能が強いとされる組織在住マクロファージのマーカーとして、CD163の有用性を立証するため、胎児期マウスの解析を行った。当初、CD163-LacZマウスの作製を試みたが、致死的表現系であり断念した。そこで、自然妊娠させた仔マウスを胎齢毎にサンプリングし組織解析する古典的な実験計画へ変更することとした。胎齢8.5日から2日齢おきに胎齢16.5日までのサンプリングを行い、体内の様々なマクロファージのCD163発現の分布を解析した。既報と照らしていくつかの相違が認められるものの、概ね卵黄嚢由来マクロファージの系統でCD163が発現していることを確認できた。上記の相違点に対してはさらなる解析が必要ではあるが、マウスでのCD163陽性マクロファージを効率よく導入する戦略で、種を跨いでゲルの組織修復能を向上させることが可能であろうという確信を得た。解析結果を第29回日本樹状細胞研究会で報告し、奨励賞を受賞した。
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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
ヒト材料化したフィブリンゲルを作製し、マクロファージとの相互作用の確認を今年度中に行うことができた。また、幹細胞との相互作用の解析向けて、不死化ヒト間葉系幹細胞株AsC52teloを購入し解析を開始すると共に、薬剤徐放化にむけたカプセル製作で工学部との連携を開始しており、主軸となるフィブリンハイドロゲルの計画は順調に進んでいる。
また、組織在住マクロファージマーカーとしてのCD163の有用性解析では、CD163-LacZマウスの作製困難という壁に当たったものの、古典的解析手法へ切替えてのデータ蓄積が進行している。同時に、系統発生学的知見からのCD163発現の種差を解析するため、サルやウシのマクロファージ解析も着手しており、今後も解析種を拡大していく予定である。
上記の通り、課題の各要素で最終年度に向けての橋渡しができている状況であり、全体としての進捗はおおむね順調と判断している。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後はヒトフィブリンハイドロゲルと幹細胞との相互作用の解析と、薬剤徐放化担体の製作・導入を行う。これらの知見を元に、実際にゲル機能を拡張する薬剤の選定を行い、最終的に薬剤徐放化ヒトフィブリンゲルの作製段階へ結び付けられることを目標とする。徐放化薬剤の選定には、幹細胞の機能補助に重点を置く予定であるが、マクロファージへの作用から選定を行う場合は、マウスにおけるCD163陽性マクロファージ誘導に着目した解析を用いることで、ヒトにおいても、より抗炎症・組織修復能の高いマクロファージの導入を目指す。
マウス（齧歯類）においてCD163が卵黄嚢・組織在住マクロファージマーカーであることを立証するための解析を継続して行う。このことは、ヒト（霊長類）や他の種（例えば家畜動物・愛玩動物等）においてどの程度異なるのか、ひいては、CD163が種を跨いで抗炎症・組織修復能の高いマクロファージのマーカーであると結論づけて良いのか、ヒトフィブリンゲルの製作でも同様の戦略で良いのか、この疑問への科学的解答を得るための解析へと発展させる予定である。
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