声帯瘢痕に対する細胞移植による再生医療に関する研究

2015 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 25462680
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 平野 滋 京都大学, 医学(系)研究科(研究院), 准教授 (10303827)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 金丸 眞一 京都大学, 医学(系)研究科(研究院), その他 (00271510) ; 楯谷 一郎 京都大学, 医学(系)研究科(研究院), 講師 (20526363) ; 北村 守正 京都大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (60543262) ; 中村 達雄 京都大学, 再生医科学研究所, 准教授 (70227908)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2016-03-31
• Keywords: 声帯瘢痕 / 再生医療 / 細胞治療 / 幹細胞 / コラーゲン / ジェラチン / 線維芽細胞増殖因子

Outline of Annual Research Achievements

目的：細胞移植を用いた声帯の再生医療を確立することを目的とした。
細胞ソースの樹立：細胞ソースとしては、iPS, MSC（骨髄由来間葉系幹細胞、ASC（脂肪由来間葉系幹細胞）, MNC（単核球）を候補としたが、自家幹細胞であるMSC, ASCに絞られ、両者の細胞樹立系を確立した。
再生効果の検証：ラット声帯瘢痕を作成し、GFP標識したMSCおよびASCを声帯へ移植した。1か月後の細胞生着は良好で、3か月後の組織所見で細胞移植におり声帯のヒアルロン酸の回復とコラーゲンの消化が認められ良好な再生効果が確認された。投与後1か月の声帯内における遺伝子発現では、ASC群でHGF、ヒアルロン酸合成酵素（HAS）の遺伝子発現が強いことを確認した。次に、イヌ声帯瘢痕にMSC, ASCの移植実験を行った。6か月後の振動機能検査で、両細胞群はSham群より有意に振動機能の改善が確認されたがASCのほうがより声門閉鎖が良好で、かつ声帯内のヒアルロン酸の回復とコラーゲンの消化において優れていた。
再生土台、増殖因子を用いたハイブリッド効果の検証：再生土台として増殖因子を徐放可能なコラーゲン・ジェラチン複合土台（CGS）を開発した。声帯から抽出した線維芽細胞をCGS上で3次元培養した結果、線維芽細胞はCGS上でよく生着し、bFGF存在下において有意に細胞増殖が促進された。またbFGF存在下において細胞からの内因性bFGF, HGF、HAS-1, 2の遺伝子発現が亢進された。次に、CGS＋ｂFGFのイヌ声帯瘢痕への移植実験を行った結果、ハイブリッド移植は声帯振動の改善、ヒアルロン酸の回復などにおいて有意に良好な再生効果をもたらした。
考察：今回の成果より、細胞移植による声帯再生においてはASCが最も至適と考えられ、ｂFGFやCGSとのハイブリッドでより強力な再生効果が確認できた。

Research Products

• [Journal Article] Biocompatibility and Efficacy of Collagen/Gelatin Sponge Scaffold With Sustained Release of Basic Fibroblast Growth Factor on Vocal Fold Fibroblasts in 3-Dimensional Culture. (2015)
  • Author(s): Hiwatashi N, Hirano S, Mizuta M, Tateya I, Kanemaru SI, Nakamura T, Ito J, Kawai K, Suzuki S.
  • Journal Title: Ann Otol Rhinol Laryngol Volume: 124 Pages: 116-125
  • DOI: 10.1177/0003489414546396
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The efficacy of a novel collagen-gelatin scaffold with basic fibroblast growth factor for the treatment of vocal fold scar (2015)
  • Author(s): Hiwatashi N, Hirano S, Mizuta M, Kobayashi T, Kawai Y, Kanemaru SI, Nakamura T, Ito J, Kawai K, Suzuki S.
  • Journal Title: J Tissue Eng Regen Med Volume: 0 Pages: 0
  • DOI: 10.1002/term.2060
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Comparison of ASCs and BMSCs combined with atelocollagen for vocal fold scar regeneration. (2015)
  • Author(s): Hiwatashi N, Hirano S, Suzuki R, Kawai Y, Mizuta M, Kishimoto Y, tateya I, Kanemaru S, Nakamura T, Dezawa M, Ito J.
  • Journal Title: Laryngoscope Volume: 0 Pages: 0
  • DOI: 10.1002/lary.25667
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Current status of intracordal injectino of basic fibroblast growth factor for vocal fold scar and atrophy. (2015)
  • Author(s): Hirano S, Kishimoto Y, Hiwatashi N, Kaneko M.
  • Organizer: 44th Voice Foundation Symposium
  • Place of Presentation: Philadelpha
  • Year and Date: 2015-05-26 – 2015-05-31
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Comparison of the efficacy of mesenchymal stromal cells for canine vocal fold regeneration: Adipose-derived stromal cells versis bone marrow-derived stromal cells. (2015)
  • Author(s): Hiwatashi N, Kawai Y, Kishimoto Y, Tsuji T, Suzuki R, Hirano S
  • Organizer: 136th annula meeting of American Laryngological Association
  • Place of Presentation: Boston
  • Year and Date: 2015-05-22 – 2015-05-23
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Prevention of vocal fold scarring with local application of basic fibroblast growth factor in rat model. (2015)
  • Author(s): Suzuki R, Hirano S, Tateya I, Kishimoto Y, Kawai Y, Hiwatashi N.
  • Organizer: 95th annual meeting of American Bronchoesophagological Association
  • Place of Presentation: Boston
  • Year and Date: 2015-05-22 – 2015-05-23
  • Int'l Joint Research
• [Remarks] 京都大学耳鼻咽喉科
  • URL: http://www.kuhp.kyoto-u.ac.jp/~ent/