Functional urotherial system reconstruction from transformed epithelial cells under flow and extension stress

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 18K09176
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 56030:Urology-related
• Research Institution: Nagoya City University
• Principal Investigator: Maruyama Tetsuji 名古屋市立大学, 医薬学総合研究院(医学), 教授 (50305546)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 安井 孝周 名古屋市立大学, 医薬学総合研究院(医学), 教授 (40326153) ; 林 祐太郎 名古屋市立大学, 医薬学総合研究院(医学), 教授 (40238134) ; 水野 健太郎 名古屋市立大学, 医薬学総合研究院(医学), 准教授 (70448710) ; 中根 明宏 名古屋市立大学, 医薬学総合研究院(医学), 准教授 (70464568)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: ホローファイバー / 伸展刺激 / 細胞工学 / 上皮間葉誘導 / 再生医療 / KIT陽性細胞 / 尿路上皮細胞 / シェアーストレス

Outline of Final Research Achievements

With cytoengineering method, we have made urotherial sheet with functional smooth muscle layer showing regular special pattern. These cells were under laminar flow stimulation exerted shear and stretch stress, and/or electrical stimulation using hollow-fiber cell-culture system. In addition, ES cells were used to induce these urotherial and smooth muscle cell to minimize preparing time and effort.

Free Research Field

医歯薬学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

尿路再建術に際しては、摘除した尿管組織の補填材料として生体適合性のある機能的な組織が必要とされる。しかし、培養細胞を材料とした組織では力学的強度が不十分であり、また臨床応用可能な必要量が確保できないなどの課題があった。ホローファイバー（中空糸）システムを用いて、幹細胞から再生した尿路上皮細胞と平滑筋細胞とを流体下で共培養する手法により、力学的な強度を持つ尿路組織を作製した。さらに電気刺激とサイトカイン刺激により細胞間接着を強化するとともに間質細胞を分化誘導し、自己調節能力を有し蠕動運動が可能な管腔組織は、尿管などさまざま部位での尿路再建手術に臨床応用が可能な生理的な手術材料となる。