腸管スキャフォールドとコラーゲン結合型成長因子を用いた拍動性グラフトの創成

2020 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 18K08759
• Research Institution: Okayama University
• Principal Investigator: 笠原 真悟 岡山大学, 医歯薬学総合研究科, 教授 (90233692)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 松下 治 岡山大学, 医歯薬学総合研究科, 教授 (00209537) ; 王 英正 岡山大学, 大学病院, 教授 (50372579) ; 美間 健彦 愛媛県立医療技術大学, 保健科学部, 教授 (80596437)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 再生医療 / 人工血管 / 脱細胞 / コラーゲン / アンカリング / 成長因子 / 拍動性グラフト / 先天性心疾患

Outline of Annual Research Achievements

組織工学を用いた臓器再生研究の分野で、脱細胞化した心臓に心筋細胞を移植することで拍動が得られることが報告された。また、脱細胞化した腸管を組織工学の鋳型として利用できることも報告された。これまでに我々は、細菌性コラゲナーゼのコラーゲン・アンカー部を用いて結合組織やコラーゲン基剤に成長因子をアンカリングすることで、その効果を持続的に発揮させられることを示した。
2020年度は、ラット小腸を腸間膜動静脈を含め脱細胞化して足場とし、心筋細胞の増殖と血管新生を誘導する種々の成長因子をアンカリングしつつ、ラット新生児の心臓由来細胞を播種することで、栄養血管を備えた拍動する心筋の筒を作製することを目標とした。
ラット小腸の脱細胞化を行った。生体から小腸を動静脈の枝付きで採取し、動静脈にカニュレーションし、ウルソデオキシコール酸、DNAseを還流することで脱細胞化できることを確認した。続いて、脱細胞化した小腸の細胞外マトリックスを足場として、心筋細胞を生着させようと試みた。従来我々が用いていた解放空間における灌流装置で、脱細胞化小腸にラット新生児心筋細胞を付着させ培養液を還流したが、良好な成育は認められなかった。心筋の破砕の程度、還流流量などを変化させたが、十分な生着といえる成果は得られなかった。そこで、温度、湿度、CO2濃度を管理できるインキュベータ内で培養すべく、小型の還流装置を試作した。しかしながら良好な細胞の生着と培養は得られなかったため、改めて細胞外マトリックスの質的評価や、細胞生着の条件について検討を行っている。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

脱細胞化心臓に、細胞を生着させる自験例ではある程度の実績を得られていたが、脱細胞化小腸では、還流量や生着させる細胞（組織）の違いのためか、細胞外マトリックスの不完全さのためか、培養条件の違いか、成長因子が良好に作用しているかどうか不明（正確にマトリックスにアンカリングされているかの評価が不十分）であり、十分な成果が得られなかったため。

Strategy for Future Research Activity

今後は、細胞の生着・培養が良好に得られない理由について改めて検討する必要がある。具体的には、作成した細胞外マトリックスの質的評価や、成長因子が正確にマトリックスにアンカリングされているかどうかの確認、生着しやすい細胞種や培養条件の再検討である。

Causes of Carryover

コロナ対策に伴う業務増、研究制限等の影響により大幅な遅延があった。研究期間の一年延長を申請を行った。