Development of a novel artificial trachea using autologous chondrocytes and fibroblasts

2017 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 26861403
• Research Institution: Fukushima Medical University
• Principal Investigator: 野本 美香 福島県立医科大学, 医学部, 講師 (50554416)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: 人工気管 / 軟骨細胞 / 線維芽細胞 / 再生医療

Outline of Annual Research Achievements

全身麻酔下にウサギの肋軟骨と口腔粘膜を採取した。肋軟骨は酵素処理したのち継代培養を行い軟骨細胞を得た。また、口腔粘膜は接着培養を行い線維芽細胞を増殖させた。両細胞が移植に必要な細胞数になったところでコラーゲン溶液に混合し人工気管に導入した。ウサギの気管欠損部に人工気管を移植し、気管軟骨の再生、気管内腔粘膜上皮の再生について評価を行った。
3年目までの実験では、軟骨細胞と線維芽細胞がそろって移植に十分な細胞数になるまで培養することが難しく、どちらか一方しか使用できる状態にならなかった。そのため、違うウサギの培養軟骨細胞と培養線維芽細胞を組み合わせて人工気管に導入した。その人工気管は軟骨細胞を採取したウサギの気管欠損部に移植した。つまり軟骨細胞は自家移植、線維芽細胞は同種移植となった。移植後２週間で喉頭気管を摘出し組織学的評価を行った。人工気管内には軟骨細胞はなく、瘢痕組織、肉芽組織で置き換わっていた。人工気管の気管内腔面は肉芽が一部見られたが、粘膜上皮の再生も認められた。
最終年度の実験では、軟骨細胞、線維芽細胞とも順調に培養でき、自家移植が可能であった。移植後2週間で喉頭気管を摘出し組織学的評価を行った。人工気管内に軟骨再生は認められなかった。以前の研究では自家軟骨細胞のみを人工気管に導入した移植実験では、人工気管内に軟骨組織の再生を認めていた。今回自家線維芽細胞も同時に移植したところ、軟骨の再生を認めなかった。線維芽細胞の同時移植は軟骨の再生を抑制する方向に働いたということが考えられた。