2019 Fiscal Year Research-status Report
The elucidation of a skin regeneration factor coming from jellyfish (Aurelia aurita) and application to superior skin regenerative medicine
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18K08603
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| Research Institution | Tokai University |
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Principal Investigator |
住吉 秀明 東海大学, 医学部, 講師 (60343357)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
遠藤 整 東海大学, 医学部, 講師 (10550551)
岡村 陽介 東海大学, 工学部, 准教授 (40365408)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | ミズクラゲコラーゲン / 皮膚再生医療 / 再上皮化促進剤の開発 / 新しい人工真皮 / ナノテクノロジー / 医療応用 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
研究1. ミズクラゲコラーゲンに由来する低分子再生促進成分の分離：
ミズクラゲコラーゲンの持つ再上皮化促進効果を創傷治療に応用するにあたり解決されるべき問題点は、ミズクラゲコラーゲンがタンパク質であることに起因する免疫学的な懸念である。それを解消するアプローチとして低分子化した薬効成分の分離を前年度より進めている。ミズクラゲコラーゲンをトリプシンで限定分解し、逆相HPLCで分画した。この中より、ヒト培養表皮角化細胞の細胞運動性に変化を与える成分が逆相カラムに吸着分画に見出された。並行してマウス創傷人工真皮移植モデルに外用薬を投与する治療モデルを確立し、ミズクラゲコラーゲンが薬液として再上皮化促進作用を再現できることを確認した。この実験系を用いて、前述のミズクラゲ細分化HPLC分画の投与試験を行なったところ、in vitro実験で得られた成分とは別に再上皮化を促進する成分が一部のペプチド溶出分画にある事を明らかとした。
研究2. 生体に近い構造と耐久性を持ち、綺麗な創傷回復をもたらす人工ECMの開発：
理想的な人工真皮の開発はもう１本の本研究課題の柱である。新しい人工ECM構造材の開発は前年度からも行なってきた。今年度に架橋を施した剛性コラーゲンスポンジと液体滲入性，細胞生着性に優れる易分解性コラーゲンを組み合わせた構造材を開発した。創傷モデルマウスへの移植実験を行ない、易分解性コラーゲンを足場として細胞が進入、血管系が形成されること、剛性コラーゲンは時間差をおいて膨潤し難分解性コラーゲンによるECM型枠を形成することを観察した。この結果、細胞と人工ECMが一体化して理想の結合組織を再現する、ねらい通りの効果を確認することが出来た。この人工真皮はミズクラゲ成分を含んでおらず、市販人工真皮と同じI型アテロコラーゲンのみで形成され、臨床における使用が可能である。
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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
実験計画に萌芽的な要素があり、１年目に続き試験的な研究テーマを更に半年～１年にかけてのスパンで計画していた。ミズクラゲコラーゲン成分を外用薬としてin vivo試験する所まで漕ぎ着けた。中でもクラゲコラーゲンの分解産物を外用投与しても、表皮再生促進効果が確認できたことは大きな前進であった。
もう一つの研究テーマである生体を再現する人工ECMの開発においても、基本構造材設計の目途が立ったところが想定より早い到達であった。各項目において順調に成果が得られている。
現時点で実験計画はほぼ計画通りに進行しているが、目標の達成と実現をもたらす山場はこの先にある。最低限の目標に到達するという事を考えず、その時点で最大限の成果が得られるよう実験計画は絶えず見直さなければならない。実験計画が萌芽的な内容を含むことから、途中で予期できない阻害要因が出てくる可能性は常にある。その中で大事な点は薬剤として機能しうるかどうかの判定は最終的にin vivoの効果で確認しなければならないという事を一貫に定めておく。最終年度はマウスを用いた動物実験上での証明にシフトしていく。ある項目で期待水準の結果が得られなかった場合においては、様々な応用形態のバリエーションを臨機応変に探索していくことも有益なアプローチとなる。
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| Strategy for Future Research Activity |
3年目は最終年度であり動物実験で得られる改善点を中心として技術を完成させる。
(1) 新型人工真皮と皮膚再生促進剤の相乗効果を動物実験によって確認する： 確立した新しい構造材の人工真皮の移植モデルにミズクラゲコラーゲンから分離した再上皮化促進成分を外用薬として投与する組み合わせ実験を行なう。創傷閉鎖が早く進行するか、それが創傷部保護の期間を短縮しQOLの向上に繋がるか、生着した細胞は健全な表皮と真皮を再構成するのか、コラーゲンの架橋技術による人工のECMは難分解性で、形状を長期維持できるか等を評価する。
(2) 病的なマウスによる移植モデル実験：健全なマウスにおいて、ある程度の成果が出てきた時点で、肥満・糖尿病モデルであるdb/dbマウスの実験系を並行して立ち上げる。再生能の衰えた糖尿病モデルに対する再生機能の補完がどの程度有効になりうるかを調べる。
(3) ナノシートを用いた徐放型ドラッグデリバリー担体埋込みによる治療モデル：ナノスケールの膜厚を持つナノシートを貼り合わせた徐放性担体を作製し、人工真皮担体内に埋入または貼付けしドラッグデリバリーの手段として用いる。薬剤としてミズクラゲから分離した低分子成分、bFGFのような既知の再生促進薬の組み合わせ、液体滲入性に優れる新型人工真皮との相性を検証し、治療モデルのバリエーションを拡大する。
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| Causes of Carryover |
今年度は進捗状況で上述したとおり実験進行が概ね予定どおりに進行したことから使用額はほぼ予定どおりであった。次年度使用額が生じたのは、 年度末期の不測の事態による予算発動の可能性（機器の突発的な不具合など)に備えた想定の範囲にとどまるものである。
次年度使用額は\ 330,552円である。旅費、人件費・謝金、研究分担者への譲渡金は既に決められている額を維持する。次年度使用額の振り分けは物品費に\ 100,000円、その他経費に\ 230,552円を割り当てる。その理由は研究費の使用形態に基づくもので、物品費は実験結果を受けての実験計画の臨機応変な見直しに対応するため、同様にその他経費は動物飼育施設使用料の増加や機器の予期しないトラブルにかかる修理費用に対応出来るようにするためである。
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Research Products
(5 results)
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[Journal Article] Inhibition of plasminogen activator inhibitor-1 attenuates against intestinal fibrosis in mice2019
Author(s)
Imai J, Yahata T, Ichikawa H, Ibrahim AA, Yazawa M, Sumiyoshi H, Inagaki Y, Matsushima M, Suzuki T, Mine T, Ando K, Miyata T, Hozumi K.
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Journal Title
Intestinal Research
Volume: 18
Pages: 219-228
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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