2015 Fiscal Year Annual Research Report
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26293294
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| Research Institution | Fukuoka University |
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Principal Investigator |
小玉 正太 福岡大学, 医学部, 教授 (90549338)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
伊東 威 福岡大学, 医学部, 講師 (70634400)
西中村 瞳 福岡大学, 医学部, 助教 (90597692)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 再生医学・再生医療 / 膵島移植 / 膵島再生 / 1型糖尿病 / 脾臓 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
膵島移植は膵臓器移植に比べ低侵襲で合併症も少なく、低血糖発作やインスリン治療から解放される1型糖尿病の根治治療として期待されている。今後脳死ドナー提供が多く数回に渡りレシピエントに移植される機会の多い欧米と異なり、初回一回の移植によりインスリン離脱を成功させる事が、膵島移植が膵臓器移植に代わる低侵襲治療法として国内で定着する、最大の課題となっている。
Streptozotocin(STZ)で誘導された膵島障害、糖尿病モデルマウスの脾臓へ膵島を移植したところ、他の膵島移植部位候補である肝臓、腎被膜下の14%、33%の総膵島量で血糖が正常化していた。膵島生着時脾内の転写因子を中心とした発現遺伝子を網羅的に検索した。STZ で誘導された膵島障害、糖尿病モデルマウスの脾臓へ、脾臓内へ同種同型の膵島細胞25個移植した群で、生着せず高血糖を呈した移植後２日目のGroup A と、移植後140日経過して補助的に移植した腎被膜下の膵島を摘出し、正常血糖を維持したGroup B との転写因子の発現を比較したところ Bnc1, Eomes, Hey2 に発現上昇、Epas1, Fosl2, Smad3 に発現低下を認め、 real time PCR にてもそれらの有意差を確認した。加えて、脾臓内のインスリン蛋白量は、Group B がGroup A に比べ優位に増していた事より、膵島細胞25個で正常血糖を維持されていた群では、候補遺伝子に関連した遺伝子調節機構により、脾内で再生現象を惹起している可能性が示唆された。加えて、脾臓内のインスリン蛋白量は、Group B がGroup A に比べ優位に増していた事より、膵島細胞25個で正常血糖を維持できた Group B に移植膵島再生現象が強く示唆される結果であった。
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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
我々は移植部位の検討から、脾臓への膵島移植では早期自然免疫拒絶反応を惹起せず、臨床で行われる経門脈的な膵島移植に比べ1/4の膵島総量で良好な移植生着成績を確認している。その機序を検索すべく、主移植部位として脾臓へ膵島移植を行い、血糖の安定化の目的で腎臓にも同時に膵島移植を行った140日後、腎臓のグラフトを摘出したモデルを用いた。残ったグラフト部位である脾臓の炎症性サイトカインやケモカインの動態を調べたところ、HMGB1や MCP1 等が有意に低値で特異な炎症を惹起しない移植部位であることが明らかとなった。そのため他の移植部位で確認された自然免疫拒絶反応が惹起されず、結果として少量膵島のグラフト生着が高く、機能不全に至らなかった事が分かった。さらに組織染色では生着グラフト内部にリンパ管ネットワークの構築を認め(LYVE-1陽性細胞の進展)、血管内皮(vWF陽性)細胞の多寡同様に有意な因子となっていた。しかしながら、検出時点での脾内グラフトにKi67陽性細胞の多寡は認められず、現在グラフト膵島の増殖や再生に関わる転写因子の Tlx1 を中心とする動態解析を行っている。加えて、脾臓内のインスリン蛋白量は、Group B がGroup A に比べ優位に増していた事より、膵島細胞25個で正常血糖を維持されていた群では、候補遺伝子に関連した遺伝子調節機構により、脾内で再生現象を惹起している可能性が示唆されるも、現在の解析ポイントでKi67陽性細胞の多寡は認められなかった事からも増殖のピークを同定し、その時点での脾内転写因子動態を検索すべきであると考察される。
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| Strategy for Future Research Activity |
再生機転を促す効率的な移植部位である脾臓に、単一ドナーからの単離膵島を移植し、複数レシピエントのインスリン離脱をもたらす事を、膵島再生に起因する候補蛋白・遺伝子の確定に加え、蛋白質量分析や遺伝子解析により、血管リンパ管増殖因子に関わった調節機構を明らかにする。申請研究のゴールとして、臨床応用を目指しカニクイザルで膵島脾内移植プロトコールを確立する。
<3> Streptozotocin (STZ) 追加膵切除により糖尿病を発症したカニクイザルへの自家および同種膵島脾内移植の実験計画を本年度は予定する。しかしながら、現在厚労科研で進行する、新たな免疫抑制剤を用いた膵島移植の治験成果により、膵島移植は将来保険診療として数年後認可される可能性が高いが、同種膵島ドナー数が増加せず慢性的なドナー不足がここ数年更に進行している。そのため異種膵島移植も次のオプションとして、以前に比べその重要度と期待が高まっている。とこれに対応すべく、本年度以降施行予定である<3>と並行して、
<４> ザノサール誘導糖尿病カニクイザルへに免疫隔離膜で細胞工学的に被膜化されたブタ膵島を脾臓に移植 (異種膵島移植)、を施行する事とした。
異種細胞移植では通常の同種異系の免疫拒絶反応に加え、補体も関与し同種移植に比べ更にグラフと生着日数は短い。このような免疫反応を回避するために1990年代から免疫隔離膜が開発されている。しかし、初期型ではマクロファージ等の遊走と繊維化が高度に誘発され、その長期グラフト生着効果は得られなかった。現在はアルギン酸を用いた３層膜カプセルを用いて、ブタ膵島のカプセル化を行い良好な成績を得ている。
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Research Products
(4 results)
