2021 Fiscal Year Research-status Report

リンパ管網含有立体ヒト皮膚モデルを用いた超音波による新規リンパ浮腫治療法の開発

Research Project

Project/Area Number	19K11318
Research Institution	Hirosaki University
Principal Investigator	成田大一弘前大学, 保健学研究科, 客員研究員 (90455733)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	下田浩弘前大学, 医学研究科, 教授 (20274748)
Project Period (FY)	2019-04-01 – 2023-03-31
Keywords	リンパ管ネットワーク / 3次元ヒト皮膚モデル / 超音波治療
Outline of Annual Research Achievements	本研究課題では，機能的なリンパ管ネットワークを持つヒトにより近いin vitroモデルを構築し，このモデルを用いて超音波のリンパ管新生誘導に対する有効性を明らかにすることを目指している。令和元年度は，大阪大学の明石らが開発したLayer-by-Layer 法を用いることで，真皮層に豊富な細胞外基質と毛細リンパ管網特有の管腔構造から成るリンパ管のメッシュワークを有し，表皮層には表皮細胞の分化と明瞭な角化形成を伴う，ヒトの皮膚を高度に再現する3次元ヒト皮膚モデルを構築することに成功した。令和2年度は，令和元年度の成果を基盤として真皮層のみの3次元ヒトリンパ管モデルに対して超音波を照射してそのリンパ管新生に対する効果を検証した。その結果，リンパ管ネットワークの形成には明らかな違いが認められず，ウシ胎児血清などの種々の液性因子が影響した可能性が考えられた。そのため令和3年度は，よりシンプルな単層培養系で超音波によるリンパ管新生に与える効果を検証していく必要があると考えられた。上記の結果を受けて当該年度である令和3年度は，単層培養系の実験を実施予定であったが，新型コロナウイルスの感染拡大に伴い，大幅に移動等が制限されて，予定していた研究の遂行が困難であった。そのため，これまでの研究結果をより詳細に分析した。その結果，3次元ヒトリンパ管モデルに超音波（強度:30 mw/cm2, 周波数:1.5 MHz，頻度:10分/day）を3日間照射した結果，非照射群と比較して照射群ではCD31（内皮細胞マーカー）の蛍光強度が低下し，LYVE-1（リンパ管マーカー）の蛍光強度が増加する傾向がみられた。このことから超音波照射により，リンパ管の成熟を促進する可能性が考えられた。今後は令和3年度に予定していた単層培養系の実験を実施して，超音波のリンパ管新生ならびに形態形成に与える効果を検証する。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 4: Progress in research has been delayed. Reason 令和3年度は，令和2年度の結果を受けて単層培養系の実験を実施予定であった。しかし，研究代表者が現在の所属に移動したが，新型コロナウイルスの感染拡大に伴い，研究のために前任地に移動することが大幅に制限されたのに加えて，勤務地の変更に伴う業務の多忙により予定していた研究の遂行が困難であった。そのため現時点では研究が遅れていると判断した。しかし，令和4年3月15日に補助事業期間延長が承認されたため，令和4年度も研究を継続し，課題の遂行を目指す。
Strategy for Future Research Activity	上述のように令和3年度は新型コロナウイルスの感染拡大に伴い，研究のために前任地に移動することが大幅に制限されたことが研究遂行に大きく影響した。令和4年度は現在の所属でも研究を遂行するための器材が整うため，移動を伴わなくとも実験を継続することが可能と考える。令和4年3月15日に補助事業期間延長が承認され，令和4年度も研究を継続することが可能となったため，当初の令和3年度の計画通り単層培養系で超音波によるリンパ管新生に与える効果を検証し，課題の遂行を目指す。
Causes of Carryover	【理由】令和3年度は令和元年度，令和2年度に引き続き，新型コロナウイルスにより参加予定であった学会（日本リンパ学会（埼玉県さいたま市），日本解剖学会（愛知県名古屋市，大阪府吹田市））がオンラインでの開催となったため旅費の余剰金が生じた。超音波治療器は代替機を使用することができたため，本体購入の余剰金が生じた。また，令和3年度は研究の遂行が大幅に制限されたために余剰金が生じた。【使用計画】引き続き研究を推進するために必要な細胞培養器具，培地ならびに細胞などを購入するとともに実験系の変更に伴う研究継続可能な環境をそろえていく。また，学術集会への旅費ならびに組織標本解析のための試薬の購入費として使用する。