2021 Fiscal Year Research-status Report
Development of artificial blood vessel for lower limbs distal bypass using bio-3D printing technology and stem cell technology
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20K20607
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| Research Institution | Saga University |
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Principal Investigator |
伊藤 学 佐賀大学, 医学部, 助教 (50555084)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
村田 大紀 佐賀大学, 医学部, 助教 (00772683)
天本 宗次郎 佐賀大学, 医学部, 医員 (10842908)
中山 功一 佐賀大学, 医学部, 教授 (50420609)
蒲原 啓司 佐賀大学, 医学部, 教授 (70555086)
野出 孝一 佐賀大学, 医学部, 教授 (80359950)
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| Project Period (FY) |
2020-07-30 – 2024-03-31
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| Keywords | 組織工学 / バイオ３Dプリンタ / 幹細胞技術 / 下肢動脈 / 小口径人工血管 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
外在性の異物人工材料を用いて作成した人工血管は、抗血栓性、抗感染性、免疫応答の面で課題があり、未だ下肢遠位バイパスに臨床応用できる小口径人工血管は存在しない。細胞が本来もつ自己凝集能力によって形成される細胞凝集塊（スフェロイド）を立体的に構築するバイオ３Dプリンタ技術によって外在性のscaffold（細胞の足場材料）を一切含まない細胞のみによる機能的な3次元構造体を造ることが可能となった。バイオ３Dプリンタ技術の基盤となる自己細胞凝集現象（スフェロイド形成）とスフェロイド同士の融合にPI3K/AKTカスケードが関わることを見出し、代表的な6つの遺伝子（ITGB1、PTK2、MAP2K1、PDK1、GJA1、 PI3KR1）を同定、さらに本PI3K/AKTカスケードを促進するTGF-β1が濃度依存性にスフェロイド形成や癒合現象に影響を与えることを確認した。具体的にはPI3K/AKT経路の活性剤の一つであるTGF-ベータ1の濃度比較（40ng/ml群、100ng/ml群＋α群）では100ng/ml群において有意差をもってスフェロイド形成や癒合現象が促進する成果が得られた。今後の研究で濃度調整やさらなる活性剤の選別など検討する必要がある。本成果は現在開発・改良中の拍動式バイオリアクターを用いた組織成熟工程の最適化に繋がる知見であり、ひいては下肢遠位バイパスへの応用を目指した細胞製人工血管の強度調整や作製期間の調整に寄与するものと考える。
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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
COVID-19の感染拡大によって研究資材の供給や学会活動が滞るなど、研究活動に支障が生じたが、本研究の基盤となるスフェロイドの最適化、さらには改良中の拍動式バイオリアクターを用いた組織成熟工程の最適化や下肢遠位動脈バイパス用細胞製人工血管の強度調整に繋がる知見が得られ、おおむね順調に経過していると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
引き続き下肢遠位動脈バイパスへの応用を目指した細胞製人工血管の構築法・組織成熟方法の検討と共に免疫不全ブタを用いた大動物実験を進める。
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| Causes of Carryover |
COVID-19の感染拡大によって研究資材の供給や学会活動が滞るなど、研究活動に支障が生じたため未使用額が生じた。次年度に計画を繰り越し、未使用額はその経費に充てることとした。
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