2020 Fiscal Year Research-status Report

スキャフォールドフリーの3次元構造体による機能を有する人工尿管の作成

Research Project

Project/Area Number	20K09541
Research Institution	Nagasaki University
Principal Investigator	高木克典長崎大学, 医歯薬学総合研究科(医学系), 客員研究員 (90635856)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	望月保志長崎大学, 病院(医学系), 准教授 (40404256) 中山功一佐賀大学, 医学部, 教授 (50420609) 江口正倫長崎大学, 病院(医学系), 助教 (70585405) 永安武長崎大学, 医歯薬学総合研究科(医学系), 教授 (80284686) 松本桂太郎長崎大学, 医歯薬学総合研究科(医学系), 准教授 (80404268) 町野隆介長崎大学, 病院(医学系), 助教 (90728081) 谷口大輔長崎大学, 医歯薬学総合研究科(医学系), 客員研究員 (20773758) 山根裕介長崎大学, 病院(医学系), 助教 (90457549)
Project Period (FY)	2020-04-01 – 2023-03-31
Keywords	尿管 / 蠕動運動 / 再生医療 / バイオ３Dプリンター / スフェロイド
Outline of Annual Research Achievements	これまでの研究から、人工尿管作成は、NHDF、HUVECを混合したスフェロイドが最適と考えられ、同組成でバイオ3Dプリンターレジェノバを用いて壁厚500-600μm、内腔600μm、長径5mm人工尿管を作成した。移植に適した強度が得られるまでの30-60日間、リザーバー内で循環培養し、ラット尿管へ間置し、顕微鏡下に吻合した。長期培養の結果、移植時の人工尿管は長径約2mmとなっていた。移植後毎日、タクロリムスで免疫抑制を施し、今回、８週まで観察期間を延長し、移植構造体の経時的変化、蠕動運動の程度、病理学的検索を行った。これまでの研究結果では、移植時のサイズより大きい瘤状の形態を示したものが50%、移植時のサイズ以下へ縮小していたものは50%であった。本結果の解析で、移植時のサイズ以下に縮小していたものは、尿の通過性が良く、水腎症を来していないか、軽度の水腎症にとどまるものがほとんどであった。移植時、瘤を形成していたものは50%で、病理学的検索から、吻合部からの尿の流出や構造体の破綻、異物反応、感染が考えられた。以上から、移植構造体サイズの縮小が、尿管構造体として機能している証拠であることが判明した。尿の流出や構造体の破綻は、構造体の強度不足が主たる原因であると考えられたため、強度不足を補うため、今回は、移植時に組織接着用血漿分画製剤（ボルヒール）を構造体と吻合部周囲に散布した。その結果、移植症例9例中、6例（66%）の移植構造体で移植時のサイズより縮小し、尿管構造体として機能していることが判明した。これまでの移植実験の成功率を約15%改善する結果であった。病理組織学的検討では、移植尿管内に尿管上皮の再生がみられたが、人工尿管の蠕動は、前回同様ほぼすべての症例で、健常側尿管よりも弱かった。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 予備実験結果をもとに、補強素材（組織接着用血漿分画製剤）を工夫することで、より良好な結果を得ることができた。また、従来よりさらに長期間の検討をすることができた。
Strategy for Future Research Activity	免疫染色もくわえることで、さらに詳細な移植構造体の病理組織学的検討をすすめる。ラット自身の細胞を用いることで、さらに機能性を高めた人工尿管を作成する。ラットとヒトの細胞の振る舞いは異なるため、人工尿管に最適なラット細胞の種類、組成（構成比）を検討する。
Causes of Carryover	COVID-19感染症のパンデミックで、想定していた学会参加を見送り、旅費の使用がなかったこと。使用する細胞株を以前より当科で保存していた細胞株で行い、新たに購入する必要がなかったこと。使用動物も自己繁殖で生まれた個体を使用したこと。さらに親和性、機能性に富んだ細胞株を数種類購入する計画をしており、同細胞株購入に使用、また、消耗品手術器具購入に充てるほか、ラット細胞を多種多量に採取するため、ラット購入にかかる費用、また、免疫反応を抑制するため、ヌードラットの購入も想定しており、同購入費用に充てる。