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

2022 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 19K11318
• Research Institution: Hakodate Medical Association H.M.A Nursing and Rehabilitation Academy
• Principal Investigator: 成田 大一 公益社団法人函館市医師会函館市医師会看護・リハビリテーション学院(生体医工学研究センター), 生体医工学研究センター, 生体医工学研究センター長 (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 / リンパ管内皮細胞 / リンパ管新生

Outline of Annual Research Achievements

これまでに我々は，真皮層に豊富なリンパ管ネットワークを有し，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。また，真皮に対して超音波を照射し，そのリンパ管新生に対する効果を検証した。その結果，リンパ管の成熟を促進する可能性が示唆されたものの，ウシ胎児血清などの種々の液性因子がリンパ管の形態形成に大きく影響した可能性が考えられ，よりシンプルな単層培養系で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令和4年度は，単層培養したヒトリンパ管内皮細胞にscratch assayを実施し，超音波照射によるリンパ管新生の効果を検証した。具体的には，まずヒトリンパ管内皮細胞を100%コンフルエントに達するまで24wellプレートで拡大培養し，200 μlピペットチップを使用して各well中央部分にギャップを形成した。続いて超音波照射群ではwell上方から超音波（強度:30 mw/cm2, 周波数:3.0 MHz，頻度:10分/day）を1日1回計3回照射した。そして照射群ならびに非照射群の24時間後，48時間後のギャップの閉鎖状態を観察・比較した。その結果，超音波照射群で有意にギャップの面積が減少しており，超音波によるリンパ管新生の可能性が示された。
以上の結果を総括すると，本研究課題では世界で初めてリンパ管網を内在する3次元ヒト皮膚モデルを構築することに成功はしたが，超音波照射によるリンパ管網に対する効果の検証という点では，液性因子の影響をより少なくする培養方法の検討の必要性など課題の残る結果となった。しかし，本研究から超音波照射によるリンパ管新生に対する効果が示唆されたことから，今後は関連分子などの機能形態変化をさらに詳細に追求し，リンパ管新生誘導に対する新しい治療法の確立につなげていく。