2023 Fiscal Year Final Research Report

Development of Scaffold-Free Biomimetic Three-Dimensional Muscle Tissue for Treatment of Volumetric Muscle Loss

Research Project

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Project/Area Number	21K09766
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Allocation Type	Multi-year Fund
Section	一般
Review Section	Basic Section 56070:Plastic and reconstructive surgery-related
Research Institution	Okayama University
Principal Investigator	Kitaguchi Yohei 岡山大学, 大学病院, 助教 (40897188)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	森脇健司弘前大学, 理工学研究科, 准教授 (50707213) 岩井良輔岡山理科大学, フロンティア理工学研究所, 講師 (60611481) 太田智之岡山大学, 大学病院, 助教 (90869140)
Project Period (FY)	2021-04-01 – 2024-03-31
Keywords	Volumetric Muscle loss / 筋容積損失 / 筋肉再生医療 / 組織工学 / 再生医療 / 自己凝集 / 三次元培養
Outline of Final Research Achievements	In this study, we aimed to restore muscle loss caused by trauma or tumor resection by generating cultured muscle tissue using myoblasts. These cultured muscles were transplanted into muscle-deficient mice for evaluation. The cultured muscle was created without the use of scaffold materials by employing a special culture dish coating and silicone control material, leveraging the cells' inherent property to aggregate and form clumps. Upon transplantation into mice, the cells successfully filled the muscle defects but did not restore muscle strength. Although the scaffold-free tissue formation method shows potential for various applications, further innovations in cell selection or transplantation techniques are necessary for efficient muscle strength recovery.
Free Research Field	再生医療、組織工学、乳房再建、マイクロサージャリー
Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements	従来三次元培養組織は足場素材を用いる場合が多く移植の際には足場素材に起因する異物反応などに配慮する必要があった。足場素材を用いない場合形状の制御が困難であり、単層の細胞シートや小球状のスフェアを形成するにとどまっていた。本研究で開発した培養組織の形成法は種々の細胞に対して応用可能であり、足場素材を用いないという特性から異物反応の心配なく組織再生を促す手法として発展が期待される。また本研究で作製した培養筋組織の移植は筋力の回復にまでは至らなかったが、これは筋芽細胞株単体での組織再生の限界を示唆している可能性があり、今後の筋再生医療発展の礎になることが期待される。