Development of a novel method for repairing congenital diaphragmatic hernia using large autologous cell patches

2024 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 22K12784
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 90110:Biomedical engineering-related
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: ZHANG Xiu-Ying 九州大学, 医学研究院, 学術研究員 (50914173)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 永田 公二 九州大学, 大学病院, 講師 (20419568) ; 田尻 達郎 九州大学, 医学研究院, 教授 (80304806) ; 河野 淳 九州大学, 大学病院, 助教 (90758418)
• Project Period (FY): 2022-04-01 – 2025-03-31
• Keywords: 組織工学 / バイオ３Dプリンター / 臍帯由来間葉系幹細胞 / 先天性横隔膜ヘルニア / 移植・再生医療 / 横隔膜再生 / 人工臓器 / 羊水由来幹細胞

Outline of Final Research Achievements

The purpose of this study is to develop a new treatment for congenital diaphragmatic hernia that regenerates the autologous diaphragm using a cell patch made of fibroblasts. From an embryological perspective, we will elucidate the mechanism of diaphragm construction using a cell patch made with a bio 3D printer. In this study, we investigated the applicability of umbilical cord-derived mesenchymal cells (hUCMSCs) to cell transplantation therapy and evaluated their stem cell properties by in vitro analysis. hUCMSCs were positive for stem cell markers and showed multi-differentiation potential. Furthermore, we used them to create a three-dimensional tissue structure and developed a diaphragm regeneration therapy.

Free Research Field

生体医工学関連

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

先天奇形を伴う難治性疾患をもつ患児では、遺伝性疾患ではない場合の治療法の確立は非常に困難である。先天性横隔膜へルニア（CDH）は、胎児期早期の横隔膜欠損に由来する先天奇形でありながら、原因遺伝子は特定されておらず、現状では根治的治療法がない。
今回の横隔膜再生療法の開発研究では、皮膚や臍帯、羊水から得られる細胞をソースとすることで先天奇形の根治治療を目指す事が可能となる。破棄されてきた貴重な生体試料を用いることで、再生医療製品の開発が可能となり、医療現場に新たな価値をもたらす研究となる。さらに、我々のパッチは人工的素材を使用せず細胞だけで作製されるため、独自性、創造性の高い研究と確信する。