2020 Fiscal Year Annual Research Report
Tissue regeneration based on modulation of macrophage phenotypes
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18K12091
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
戸井田 力 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 主任研究員 (40611554)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
姜 貞勲 国立研究開発法人国立循環器病研究センター, 研究所, 室長 (50423512)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | ナノメディシン / 炎症 / マクロファージ / 再生医療 / 自然免疫 / 褥瘡 / 骨 / バイオマテリアル |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、炎症の慢性化と組織修復とのスイッチングで重要な役割を担うマクロファージに着目し、炎症性のM1型マクロファージを組織修復性のM2型マクロファージにスイッチングすることで組織再生を促進するナノメディシン開発を目的とする。
昨年度、若齢マウスを用いて、ナノメディシンがマウス褥瘡モデルに対して、褥瘡の発症時のサイズを減少させるとともに、皮膚再生が促進できることを明らかにした。本年度は、加齢により炎症が悪性化することが組織修復の遅延に関与していることに着目し、高齢マウスを用いて同様の評価を行った。その結果、若齢マウスと同様に、ナノメディシン投与により、褥瘡の発症時のサイズを減少と皮膚再生の促進を認めた。ナノメディシン投与により、若齢及び高齢マウスにおいて、M1型からM2型にスイッチングされM2型とM1型の比率が増大され、炎症性サイトカイン減少と抗炎症性サイトカイン・増殖因子の増加した。以上の成果は学術誌に公開されている。
骨などの硬組織においても、マクロファージ表現型のスイッチングが有効か評価するため、硬組織インプラントとして臨床応用されているチタン表面にナノメディシンを積層する手法を確立し、骨修復について骨欠損モデルで評価した。その結果、ナノメディシン積層チタンでは、非修飾チタンと比較し周囲骨の再生を促進された。以上の成果は特許出願した。
また、ナノメディシンのサイズとスイッチング効率の関係について評価した。70 nmのナノメディシンは、370 nmのナノメディシンと比較して、スイッチング効率の増強が認められた。70 nmナノメディシンは、370 nmと異なり、PS受容体の一種CD300aに結合することで細胞外膜に局在し、長期間、抗炎症シグナルを発揮することでスイッチング効率を増強した。以上の成果は学術誌に公開されている。
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