2020 Fiscal Year Research-status Report
3D structure Tissue Engineering of lower urinary tract using mesenchemal stem cells.
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20K09522
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| Research Institution | Shinshu University |
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Principal Investigator |
石塚 修 信州大学, 学術研究院医学系, 教授 (20184541)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
今村 哲也 信州大学, 学術研究院医学系, 助教 (00467143)
上野 学 信州大学, 学術研究院医学系(医学部附属病院), 助教 (00816340)
永井 崇 信州大学, 医学部附属病院, 特任助教 (50514353)
皆川 倫範 信州大学, 学術研究院医学系(医学部附属病院), 講師 (60638873)
小川 輝之 信州大学, 学術研究院医学系, 准教授 (90467142)
道面 尚久 信州大学, 学術研究院医学系(医学部附属病院), 助教 (90750878)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 再生医療 / 膀胱 / 脂肪幹細胞 / 骨髄幹細胞 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
近年、バイオ３Ｄプリンタを用いて立体的な臓器を作製する研究が多数報告されている。佐賀大学医学部附属再生医学研究センターが発明した技術をもとに、株式会社サイフューズが開発したバイオ３Ｄプリンタ「レジェノバ」は、細胞のみで三次元組織を作製できるユニークな特徴を持っている。既に人工血管の作成が試みられてが、本研究は、これらの技術を膀胱、尿道括約筋などの下部尿路再生に応用することを目標とした。
骨髄幹細胞もしくは脂肪細胞の採取と培養：ラットの大腿骨骨髄より注射針で骨髄由来幹細胞を採取し15% fetal bovine 血清および抗生剤附加のDulberco Modified Eagle Medium の中に入れた。これらの細胞を遠心分離した後に、TypeⅠcollagen でコートした培養皿で７日間初代培養した。培養皿上に接着伸展した骨髄由来幹細胞を集め、立体構造体作成用の細胞塊（スフェロイド）を作成した。
また、これらの実験動物の皮下脂肪細胞からも同様な細胞採取を行い、脂肪幹細胞由来の細胞塊を作製できるか検討し、骨髄細胞と比較した場合の細胞塊の作製効率、有用性を比較検討した。
培養細胞のマーキング：培養途中の5 日目の時点で、Lipofectamine 2000 Reagent を使用し、GFP（Green fluorescence protein）発現遺伝子を培養細胞内にトランスフェクションしてマーキングした。
細胞塊を利用した立体構造体の作製：細胞塊（スフェロイド）を使用し、３Ｄプリンタの剣山デバイス上に刺し並べて、予め設計したデザインの三次元組織を作成した。漿膜側より-80℃のアイスバーで障害を受けた膀胱モデルへ、三次元組織を移植した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
ラットの大腿骨骨髄より注射針で骨髄由来幹細胞を採取し、培養皿上に接着伸展した骨髄由来幹細胞を集め、立体構造体作成用の細胞塊（スフェロイド）を作成することができた。また、培養細胞のマーキングも、GFP（Green fluorescence protein）発現遺伝子を培養細胞内にトランスフェクションしてマーキングすることができた。その後、細胞塊（スフェロイド）を使用し、３Ｄプリンタの剣山デバイス上に刺し並べて、予め設計したデザインの三次元組織を作成することができたので、おおむね順調に進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
組織学的な再生の確認を行うため、移植後3 日目、14 日目に膀胱および尿道を取り出し、Monoclonal anti-GFP 抗体、平滑筋特異抗体を使用して免疫二重染色を行い、レーザー蛍光顕微鏡で移植した細胞の分化、つまり、筋層をはじめとする膀胱および尿道括約筋の再生を観察する予定である。また、14 日目においては、Acta2 primer を使用してalpha smooth muscle actin を、Myh11primer を使用してsmooth muscle myosin heavy chain を、Real time RT-PCR 法にて定量測定し、骨髄幹細胞もしくは脂肪細胞の膀胱平滑筋、内尿道括約筋への分化、尿道、括約筋の再生についての評価も定量的に行う予定である。
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| Causes of Carryover |
当初予想していた値段よりも、安く購入することが可能であったため、次年度使用額が生じた。次年度使用額は令和３年度請求額と合せて消耗品費として使用する予定である。
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[Journal Article] Recovery of cryo-injured rabbit urethra by biofabricated c-shaped adipose-derived mesenchymal cell structures.2020
Author(s)
Sudha, S.G., Imamura, T., Shimamura, M., Minagawa, T., Nakazawa, M., Ogawa, T., Ishizuka, O.
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Journal Title
Shinshu Med. J .
Volume: 68
Pages: 357-370
Peer Reviewed
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[Journal Article] Regenerative treatment for male stress urinary incontinence by periurethral injection of adipose-derived regenerative cells: Outcome of the ADRESU study.2020
Author(s)
Gotoh, M., Shimizu, S., Yamamoto, T., Ishizuka, O., Yamanishi, T., Mizokami, A., Narimoto, K., Toriyama, K., Kamei, Y., Nakayama, S., Kuwatsuka, Y., Mizuno, M., Hirakawa, A.
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Journal Title
Int. J.Urol.
Volume: 27
Pages: 859-865
DOI
Peer Reviewed
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[Presentation] Implantation of biofabricated autologous adipose derived cell structures reconstructs urethra in rabbits.2020
Author(s)
Sudha, G.S., Imamura, T., Shimamura, M., Minagawa, T., Nakazawa, M., Ogawa, T., Ishizuka, O.
Organizer
第108回日本泌尿器科学会総会
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