Establishment of tracheal regeneration method using cells extracted from umbilical cord tissue

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K08887
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 55040:Respiratory surgery-related
• Research Institution: Nagasaki University
• Principal Investigator: OYAMA Shozaburo 長崎大学, 医歯薬学総合研究科(医学系), 客員研究員 (20815972)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 松本 桂太郎 長崎大学, 医歯薬学総合研究科(医学系), 教授 (80404268) ; 永安 武 長崎大学, 医歯薬学総合研究科(医学系), 教授 (80284686) ; 三浦 清徳 長崎大学, 医歯薬学総合研究科(医学系), 教授 (00363490) ; 朝重 耕一 長崎大学, 医歯薬学総合研究科(医学系), 客員研究員 (70457547) ; 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) ; 田浦 康明 長崎大学, 病院(医学系), 助教 (60437887) ; 野中 隆 長崎大学, 病院(医学系), 准教授 (30606463) ; 岩竹 真弓 長崎大学, 医歯薬学総合研究科(医学系), 客員研究員 (40624614)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 臍帯組織 / 人工気管 / 3Dバイオプリンティング

Outline of Final Research Achievements

Problems in the clinical application of artificial tracheas are the need for large numbers of cells, the early establishment of a vascular network for the transplanted organ, and the quantitative supply of stem cells. To solve these problems, we proposed a conceptual model in which various types of cells (mesenchymal stem cells, adipose stem cells, and cord-derived vascular endothelial cells) extracted from umbilical cord tissue and cord blood are induced to differentiate into cartilage cells, smooth muscle cells, and vascular endothelial cells and reconstructed as trachea-like structures by 3D bioprinting.

Free Research Field

医用生体工学・生体材料学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究では、臍帯組織から豊富に採取できる多様な再生医療用細胞を用いて、軟骨細胞、気道平滑筋細胞、血管内皮細胞を組み合わせて気管様構造体を3Dバイオプリンティング技術で組み上げるという、人工気管の作製法を提案した。これは組織バンクの確立によって再生医療用細胞源として大きく期待される臍帯組織を用いて、細胞種の組み合わせを変えることでより機能的な気管の作製や、肺などのほかの呼吸器の再生医療への応用への第一歩となりうる。