2011 Fiscal Year Annual Research Report
コラーゲン細線維の積層と細胞成長因子の固相化による人工組織の実用化に関する研究
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22300167
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| Research Institution | Kitasato University |
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Principal Investigator |
安達 栄治郎 北里大学, 医療系研究, 教授 (30110430)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
赤池 敏宏 東京工業大学, 大学院・フロンティア研究機構, 教授 (30101207)
田川 陽一 東京工業大学, 大学院・生命理工学研究科, 准教授 (70262079)
西山 敏夫 東京農工大学, 農学部, 教授 (60372455)
松下 治 北里大学, 医学部, 教授 (00209537)
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| Keywords | コラーゲン / コラーゲン細線維 / 人工血管 / PK15細胞 / PLAシート / バイオリアクター / CBD-cytokine / PEAC細胞 |
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| Research Abstract |
平成23年度は下記の様な研究成果を上げることができた。
(1)大型平板型リアクターを試作し、10cm^2の円形組織(従来4.5cm^2)を開発中である。
(2)血管作成用円筒形リアクター内壁に重層化組織を再構成できた。
(3)毛細血管網を持った平板型高密度コラーゲン組織開発を継続している。
本年度は細菌由来コラーゲン結合性ペプチドと細胞成長因子の融合タンパク質(CBD-cytokine)を用いた人工組織の作成を試みた。1μg/mlCBD-hEGF(コラーゲン結合性ヒト型表皮増殖因子)に30分浸漬したコラーゲンゲルに免疫染色を行ってCBD-hEGFの局在を検討したところ、ゲルの上層に局在していた。しかしながら同ゲルを用いて人工皮膚の再構成を試みたところ、CB-hEGFを処理した群ではEGFを処理しない群と比べて有意に表皮層の重層化が抑制されることが示された。これらの結果より、収縮ゲル表面に高濃度に局在するEGFが皮膚モデルの表皮細胞増殖を阻害し、重層化を抑制した可能性が考えられる。現在、1,10,100,1000ng/m1で処理して濃度依存性を検討中である。
2種類の血管内皮細胞(PK15細胞、PEAC細胞)を佐野博士(東京大学)より分与していただき、リアクターを用いて血管(内径4mmと16mm)と毛細血管網を持った高密度コラーゲン組織開発を行った。人工ポリマー製人工血管(内径4mmと16mm)内壁に高密度コラーゲン組織を作成し、その内面に基底膜成分であるマトリゲルとともに培養内皮細胞を播種したところ、内皮細胞が血管内面に生着することが明らかになった。
一方、内皮細胞を高密度コラーゲンゲル内に播種するだけでは毛細血管網の再構成につながらなかった。線維芽細胞などの間質細胞との共培養系やCBD-VEGF(血管内皮増殖因子)による内皮細胞増殖刺激による実験を継続し、完成を目指している。
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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
本研究計画の目的である重層化人工組織として3次元人工肝臓の作製に成功した。免疫不全マウスに移植して機能を発現することから主要目的は達成している。さらに部分的とはいえ円筒形の人工血管再構成に成功していることから3次元の形態を維持した人工組織を開発できた。これらのことから本研究計画はおおむね順調に目標を達成していると考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
細菌由来コラーゲン結合性ペプチドと細胞成長因子の融合タンパク質(CBD-cytokine)が重層化3次元組織の再構成に有効であると期待していた。しかしながら現在までその有効性は確認できず、局所に細胞活性が集積することから有効局所濃度は予想より低いと考えられる。平成24年度はその有効濃度の検索、高密度コラーゲン組織に固相化して有効な細胞成長因子(例えばEGFは適さないがVEGFは有効であるなど)の検索、フィプロネクチンやvon Willebrand因子の部分ペプチドを用いたコラーゲン結合性ペプチドと細胞成長因子に切り替えることなども検討して行く予定である。
本研究計画の目指す人工重層化組織に関する特許についてコラージェンファーマ社と独占使用契約を締結した。
今後は実用化を目指した事業化を視野に入れて人工組織作成法の標準化を進めていく予定である。
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