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2015 Fiscal Year Research-status Report

生体素材のみで作る小児用新規動脈グラフトの開発

Research Project

Project/Area Number 26670506
Research InstitutionYokohama City University

Principal Investigator

横山 詩子  横浜市立大学, 医学部, 准教授 (70404994)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 郷田 素彦  横浜市立大学, 附属病院, 講師 (30644570)
安田 章沢  横浜市立大学, 市民総合医療センター, 助教 (20468169) [Withdrawn]
Project Period (FY) 2014-04-01 – 2017-03-31
Keywords再生医療 / 循環器・高血圧 / 平滑筋 / 人工血管
Outline of Annual Research Achievements

先天性心疾患の外科治療では人工血管が多く使用されており、小児に理想的な人工血管とは、異物の残存や石灰化がなく、成長する可能性があるものと考えられている。さらに動脈グラフトには体血圧に耐えられる高い弾性が必要である。しかしながら理想的な動脈グラフトは近年の顕著な再生医学の進歩にも関わらずいまだ実現していない。我々は先行研究で、ラット大動脈平滑筋細胞に細胞外基質の薄膜を作ることで細胞を積層し、高い弾性を有する多層の三次元平滑筋細胞シートを作製することに成功した。先行研究の技術をもとに、本研究ではヒト臍帯動脈平滑筋細胞を用いて生体素材のみからなる小児用の新規動脈グラフトを開発することを目的とした。ラット新生児大動脈平滑筋積層細胞体の厚みは15層の場合約200 マイクロメートルとなった。重層された細胞シートの弾性をDMT社のティッシュープラーを用いて張力を測定した。この2方向の引っ張り試験より、この平滑筋細胞積層体の張力はマウス大動脈の中膜とほぼ同等であることが確認された。また電子顕微鏡やエラスチカワンギーソン染色で弾性線維が構築されていることも確認できた。さらに、ラット平滑筋シートをパッチグラフトとして、ラット腹部大動脈に移植したところ、2.5ヶ月の生存を確認し、内皮化も良好で狭窄も認められなかった。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

平成27年度に予定していた、ラット新生児大動脈平滑筋細胞を用いた血管シートは安定して作製することができ、組織学的にも弾性線維の構築が確認された。さらに張力試験で、作製した血管シートは生体の血管と同等の張力を有することも確認でき、血管シートのラット同種移植に成功した。これらの進捗により到達度は予定以上の進捗とした。

Strategy for Future Research Activity

平成27年度はラットの同種移植に耐えられる血管シートを作製することに成功した。平成28年度は移植数を増やして、長期予後を検討する。内皮化や狭窄の程度を免疫染色、マイクロCT、超音波検査、尾動脈を用いた血圧測定などで検討する。平滑筋細胞は種族や年齢、部位により大きく形質が変化することが知られている。平成28年度は、ラットの同種移植に加えて、ヒト由来細胞でのグラフト作製に取り組む。ヒト臍帯動脈由来の平滑筋細胞シートを作製し、高い弾性を有する培養条件の最適化を行う。最終的にはヒト臍帯動脈由来の平滑筋細胞シートを、動物に移植し、動脈グラフトの開存性、耐久性、成長性の有無を検討する。

  • Research Products

    (24 results)

All 2016 2015 Other

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 4 results,  Acknowledgement Compliant: 2 results) Presentation (16 results) (of which Invited: 8 results) Book (1 results) Remarks (1 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results) (of which Overseas: 1 results)

  • [Journal Article] Epac1 deficiency attenuated vascular smooth muscle cell migration and neointimal formation.2015

    • Author(s)
      Kato Y, Yokoyama U, Yanai C, Ishige R, Kurotaki D, Umemura M, Fujita T, Kubota T, Okumura S, Sata M, Tamura T, Ishikawa Y.
    • Journal Title

      Arterioscler Thromb Vasc Biol.

      Volume: 35(12) Pages: 2617-2625

    • DOI

      10.1161/ATVBAHA.115.306534.

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Prostaglandin E-mediated molecular mechanisms driving remodeling of the ductus arteriosus.2015

    • Author(s)
      Yokoyama U.
    • Journal Title

      Pediatr Int.

      Volume: 57(5) Pages: 820-827

    • DOI

      10.1111/ped.12769.

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Norepinephrine-induced adrenergic activation strikingly increased the atrial fibrillation duration through β1- and α1-adrenergic receptor-mediated signaling in mice.2015

    • Author(s)
      Suita K, Fujita T, Hasegawa N, Cai W, Jin H, Hidaka Y, Prajapati R, Umemura M, Yokoyama U, Sato M, Okumura S, Ishikawa Y.
    • Journal Title

      PLoS One.

      Volume: 23;10(7) Pages: e0133664

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0133664.

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Coupling of beta1-adrenergic receptor to type 5 adenylyl cyclase and its physiological relevance in cardiac myocytes.2015

    • Author(s)
      TsunematsuT, Okumura S, Mototani Y, Ohnuki Y, Jin H, Cai W, Suita K, Sato I, Umemura M, Yokoyama U, Sato M, Fujita T, Ishikawa Y.
    • Journal Title

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      Volume: 458(3) Pages: 531-535

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2015.01.149.

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Oscillation of cAMP and Ca2+ in cardiac myocytes: a systems biology approach.2015

    • Author(s)
      Kamide T, Okumura S, Ghosh S, Shinoda Y, Mototani Y, Ohnuki Y, Jin H, Cai W, Suita K, Sato I, Umemura M, Fujita T, Yokoyama U, Sato M, Furutani K, Kitano H, Ishikawa Y.
    • Journal Title

      J Physiol Sci.

      Volume: 65(2) Pages: 195-200

    • DOI

      10.1007/s12576-014-0354-3.

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] The role of Epac1 in the regulatory mechanisms of vascular smooth muscle cell migration and neointimal formation.2016

    • Author(s)
      Kato Y, Yokoyama U, Ishikawa Y.
    • Organizer
      The 93th Annual Meeting of the Physiological Society of Japan
    • Place of Presentation
      札幌コンベンションセンター(北海道札幌市白石区)
    • Year and Date
      2016-03-22 – 2016-03-24
  • [Presentation] Periodic hydrodynamic pressurization promotes layered structure of human arterial smooth muscle cells.2016

    • Author(s)
      Tonooka Y, Yokoyama U, Koretake R, Sakuma S, Kaneko M, Ishikawa Y.
    • Organizer
      The 93th Annual Meeting of the Physiological Society of Japan
    • Place of Presentation
      札幌コンベンションセンター(北海道札幌市白石区)
    • Year and Date
      2016-03-22 – 2016-03-24
  • [Presentation] Fabrication of layered elastic fibers in rat arterial constructs by periodic hydrodynamic pressurization.2016

    • Author(s)
      Gonda Y, Yokoyama U, Koretake R, Sakuma S, Kaneko M, Ishikawa Y.
    • Organizer
      The 93th Annual Meeting of the Physiological Society of Japan
    • Place of Presentation
      札幌コンベンションセンター(北海道札幌市白石区)
    • Year and Date
      2016-03-22 – 2016-03-24
  • [Presentation] 血管平滑筋と細胞外基質制御における新たなホスホリパーゼCとサイクリックAMPの役割The roles of phospholipase C and cyclic AMP in regulation of extracellular matrix in vascular smooth muscle cells.2016

    • Author(s)
      Yokoyama U.
    • Organizer
      The 93th Annual Meeting of the Physiological Society of Japan
    • Place of Presentation
      札幌コンベンションセンター(北海道札幌市白石区)
    • Year and Date
      2016-03-22 – 2016-03-24
    • Invited
  • [Presentation] Inhibition of PGE2-EP4 Signaling as a Potential Future Therapeutic Strategy for Abdominal Aortic Aneurysm.2016

    • Author(s)
      Yokoyama U, Ishiwata R, Ichikawa Y, Yasuda S, Goda M, Suzuki S, Masuda M, Ishikawa Y.
    • Organizer
      The 80th Annual Scientific Meeting of the Japanese Circulation Society
    • Place of Presentation
      仙台国際センター(宮城県仙台市青葉区)
    • Year and Date
      2016-03-18 – 2016-03-20
    • Invited
  • [Presentation] 早産児の動脈管はなぜ閉じないのか2015

    • Author(s)
      横山詩子
    • Organizer
      第28回北海道新生児談話会
    • Place of Presentation
      北海道大学病院(北海道札幌市北区)
    • Year and Date
      2015-11-15
    • Invited
  • [Presentation] 動脈管閉鎖の分子機序と新たな薬物療法の可能性2015

    • Author(s)
      横山詩子
    • Organizer
      第24回東海新生児研究会
    • Place of Presentation
      名古屋市立大学病院(愛知県名古屋市瑞穂区)
    • Year and Date
      2015-11-14
    • Invited
  • [Presentation] プロスタグランディンE受容体―EP4を標的とした大動脈瘤治療の開発2015

    • Author(s)
      横山詩子
    • Organizer
      岡山心臓血管研究会
    • Place of Presentation
      岡山大学病院(岡山県岡山市北区)
    • Year and Date
      2015-09-30
    • Invited
  • [Presentation] 平滑筋におけるPGE2-EP4シグナルは腹部大動脈瘤の慢性炎症をつかさどる2015

    • Author(s)
      横山詩子、石渡遼、石川義弘
    • Organizer
      第246回生理学東京談話会
    • Place of Presentation
      東邦大学医学部(東京都大田区)
    • Year and Date
      2015-09-26
  • [Presentation] 未熟児動脈管開存症治療におけるアミノ酸輸液組成の重要性 The effect of amino acids on patent ductus arteriosus in preterm infants2015

    • Author(s)
      横山詩子、藤田秀次郎、青木理加、岩崎志穂、麻生俊英、益田宗孝、関和男、石川義弘
    • Organizer
      第51回日本小児循環器学会総会・学術集会
    • Place of Presentation
      ホテル日航東京(東京都港区)
    • Year and Date
      2015-07-16 – 2015-07-18
  • [Presentation] ヒト動脈管における内膜肥厚部の遺伝子プロファイリングGene profiling of the intimal thickness in the human ductus arteriosus2015

    • Author(s)
      齋藤純一、横山詩子、市川泰広、益田宗孝、麻生俊英、石川義弘
    • Organizer
      第51回日本小児循環器学会総会・学術集会
    • Place of Presentation
      ホテル日航東京(東京都港区)
    • Year and Date
      2015-07-16 – 2015-07-18
  • [Presentation] 動脈管分化の分子メカニズム2015

    • Author(s)
      横山詩子
    • Organizer
      第51回日本小児循環器学会総会・学術集会
    • Place of Presentation
      ホテル日航東京(東京都港区)
    • Year and Date
      2015-07-16 – 2015-07-18
    • Invited
  • [Presentation] 平滑筋におけるPGE2-EP4シグナルは腹部大動脈瘤の発症を促進する2015

    • Author(s)
      石渡遼、横山詩子、市川泰弘、石川義弘
    • Organizer
      第132回日本薬理学会関東部会
    • Place of Presentation
      明海大学浦安キャンパス(千葉県浦安市)
    • Year and Date
      2015-07-04
  • [Presentation] 動脈管開存症治療における輸液組成の重要性2015

    • Author(s)
      横山詩子
    • Organizer
      神奈川県立こども医療センター第24回心臓血管外科勉強会
    • Place of Presentation
      神奈川県立こども医療センター(神奈川県横浜市南区)
    • Year and Date
      2015-06-12
    • Invited
  • [Presentation] Regulation of collagens in the heart.2015

    • Author(s)
      Yokoyama U.
    • Organizer
      The 79th Annual Scientific Meeting of the Japanese Circulation Society
    • Place of Presentation
      大阪国際会議場(大阪府大阪市北区)
    • Year and Date
      2015-04-25
    • Invited
  • [Presentation] Plasminogen activator may promote intimal thickening in the ductus arteriosus.2015

    • Author(s)
      Nicho N, Yokoyama U, Saitoh J, Yanai C, Ichikawa Y, Masuda M, Aso T, Ishikawa Y.
    • Organizer
      The 118th Annual Meeting of the Japan Pediatric Society
    • Place of Presentation
      大阪国際会議場(大阪府大阪市北区)
    • Year and Date
      2015-04-17 – 2015-04-19
  • [Book] Lipid Mediators. Current Reviews and Protocols.2015

    • Author(s)
      Yokoyama U, Ishiwata R, Ishikawa Y.
    • Total Pages
      11
    • Publisher
      Springer
  • [Remarks] 横浜市立大学医学部循環制御医学

    • URL

      http://www-user.yokohama-cu.ac.jp/~seiri1/

  • [Patent(Industrial Property Rights)] 三次元細胞集合体の作製方法2015

    • Inventor(s)
      横山詩子、石川義弘、金子真、佐久間臣耶、新井史人
    • Industrial Property Rights Holder
      横山詩子、石川義弘、金子真、佐久間臣耶、新井史人
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      PCT/JP2015/077447
    • Filing Date
      2015-09-29
    • Overseas

URL: 

Published: 2017-01-06  

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