エピジェネティクス編集技術を用いた革新的脂肪移植治療法開発に資する基盤的研究

2021 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 20H03846
• Research Institution: Chiba University
• Principal Investigator: 三川 信之 千葉大学, 大学院医学研究院, 教授 (40595196)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 黒田 正幸 千葉大学, 医学部附属病院, 特任准教授 (00253005) ; 窪田 吉孝 千葉大学, 大学院医学研究院, 准教授 (10375735) ; 田中 知明 千葉大学, 大学院医学研究院, 教授 (50447299)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 脂肪細胞 / 一細胞解析

Outline of Annual Research Achievements

形成外科学は体表のあらゆる部位を手術対象として発展してきた外科学の一分野である。形成外科学が対象とするのは外傷、先天異常、悪性腫瘍切除後欠損、変性疾患など多岐にわたる。そして、すべての形成外科手術においてその根底を貫く基本原理は、美しい形態の再建が良好な機能の再建につながる、という考え方である。
皮下脂肪組織は全身にわたって広範囲に存在し、採取も容易であるため再建材料として有力な候補のひとつである。近年、皮下脂肪組織が再建材料として組織増量効果の他に多面的作用を発揮することが注目されるようになってきた。すなわち、脂肪移植により単純に脂肪細胞が正着して組織量が増えること以外に、血管新生促進や細胞外基質の構築改善を促すことを通して組織をより良い状態に、より美しい状態にもっていく作用がみられることが関心を集めるようになった。
脂肪移植法は近年こうした多面的作用に期待して、その応用が積極的に図られている。しかし、問題点として移植脂肪の多面的作用を制御して発揮させることが難しく期待した効果が必ずしも得られない場合も多い。また、移植床が瘢痕化、虚血、放射線照射などの影響下にあると移植脂肪の多面的作用発揮以前の問題として移植脂肪がわずかしか生着しないという問題がある。
これらの問題の解決のためには移植脂肪に使われる皮下脂肪組織に含まれる細胞の性質を一細胞レベルで解析する必要がある。しかし、正常皮下脂肪組織の一細胞解析はこれまで殆ど行われていない。我々は今回皮下脂肪組織に含まれる細胞の一細胞解析に取り組み多様な細胞が含まれることを明らかにした。今後の各細胞群の相互作用を解析し美しい再建のための脂肪移植に役立てたい。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

皮下脂肪組織から初代細胞の分離と培養の熟練度が高まり順調に行えるようになったため。

Strategy for Future Research Activity

皮下脂肪組織に含まれる細胞の一細胞解析はこれまで殆ど行われていない。また、皮下脂肪組織からは分離法により異なる細胞群が採取できることが明らかになった。そして、これらの細胞群は分化誘導刺激に対して異なる反応性を示す多様な細胞から成り立っている。さまざまな個体、分離法、分化誘導刺激の条件下における皮下脂肪組織由来細胞の性質を一細胞解析手法により明らかにする。
具体的には、皮下脂肪組織から比重の違いを利用して分離でき、浮遊層から得られる天井培養由来前駆脂肪細胞と沈殿層から得られる脂肪組織由来幹細胞の一細胞解析を複数の個体から得られた細胞を対象に行い個体間の違い、細胞群間の違いを明らかにする。また、培養期間、分化誘導刺激からの経過時間が細胞機能に対して与える影響を一細胞レベルで明らかにする。
また、細胞毎の細胞機能差の根幹にあるとされているエピジェネティクス修飾に関しても皮下脂肪組織に含まれる細胞のエピジェネティクス状態が脂肪移植に与える影響は殆どわかっていない。個体からの細胞分離直後や分化誘導刺激によりエピジェネティクス状態がどのように変化して、それが脂肪移植という外科的操作にどのように影響を与えるのかを詳細に解析する。