ティッシュエンジニアリング技術を応用した小口径血管の再生

• Project/Area Number: 17689039
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Thoracic surgery
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 成田 裕司 Nagoya University, 医学部, 寄附講座講師 (60378221)
• Project Period (FY): 2005 – 2007
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2007)
• Budget Amount: ¥18,850,000 (Direct Cost: ¥14,500,000、Indirect Cost: ¥4,350,000); Fiscal Year 2007: ¥5,070,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥1,170,000); Fiscal Year 2006: ¥5,460,000 (Direct Cost: ¥4,200,000、Indirect Cost: ¥1,260,000); Fiscal Year 2005: ¥8,320,000 (Direct Cost: ¥6,400,000、Indirect Cost: ¥1,920,000)
• Keywords: 再生医療 / ティッシュエンジニアリング / バイオリアクター / 小口径血管 / ナノファイバー / Electrospinning / 骨髄間葉系幹細胞 / 血管平滑筋細胞

Research Abstract

1.小口径血管再生のための新しい担体の開発:
Electrospinning法で作製したナノファイバーを用い、層状構造を呈した小口径血管再生用の担体を開発した。ラット頸動脈置換モデルを開発し、in vivo評価系を効率化した。PLA単独の担体は数日から1週間前後で破綻した。PCLの担体は生存するものもいた。
2.体制幹細胞から血管構成細胞への分化誘導法の開発(特に骨髄由来間葉系幹細胞の平滑筋細胞への分化誘導法および脱分化制御法)
A.サイトカイン・成長因子を用いた誘導法
骨髄間葉系幹細胞から平滑筋細胞への分化に、TGF-b1、アスコルビン酸の両者を添加することによって相加相乗的に平滑筋特異的蛋白や遺伝子の発現が亢進した。そのメカニズムにつき、細胞の分化・脱分化のキーレギュレーターであるシグナル伝達系の、AktやERKなどのプロテインキナーゼのリン酸化を検討したところ、ERKがアスコルビン酸単独投与よりも投与後30分の時点で有意に低くなった(脱分化の抑制が示唆された)。
B.メカニカルストレスの影響(バイオリアクターによる生理的ストレスと脱細胞化マトリクス用いた研究)
脱細胞化マトリクス(ブタ頸動脈)上に、磁性ナノ粒子を用いた層状細胞立体構築法で、骨髄間葉系幹細胞を層状に形成し、生理的ストレス環境下で培養したところ、平滑筋細胞特異的蛋白や遺伝子の発現が亢進した。同時に骨分化についても調べてみたところ、骨分化特異的遺伝子発現の上昇が認められた。このことは、すなわち、体制幹細胞を用いた血管再生において、細胞を血管構成細胞分化誘導させるとともに、細胞を目的外細胞への分化を抑制するような制御機構の開発も重要であることが示唆された。

Research Products

• [Journal Article] The DNA demethylating agent 5-aza-2'-deoxycytidine activates NY-ESO-1 antigenicity in orthotopic human glioma. (2008)
  • Author(s): Natsume A, Narita Y, et. al.
  • Journal Title: Int J Cancer (in press)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Decellularized ureter for tissue-engineered small-caliber vascular graft. (2008)
  • Author(s): Narita Y, et. al.
  • Journal Title: J Artif Organs (in press)
  • NAID: 10029066357
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Effects of transforming growth factor-beta 1 and ascorbic acid on differentiation of human bone marrow-derived mesenchymal stem cells into smooth muscle cell lineage. (2008)
  • Author(s): Narita Y, et. al.
  • Journal Title: Cell Tissue Res (in press)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Effective Cell-Seeding Using Magnetite Nanoparticles and Magnetic Foree onto Decellularized Blood Vessels for Vascular Tissue Engineering. (2007)
  • Author(s): Shimizu K, Narita Y, et. al.
  • Journal Title: J Bioscien Bioeng 103 Pages: 472-478
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The sock method for a distal ascending aneurysm. (2007)
  • Author(s): Matsuyama K, Narita Y, et. al.
  • Journal Title: Asian Cardiovasc Thorac Ann. 15 Pages: 72-73
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Apicoaortic valved conduit without an apical connector. (2007)
  • Author(s): Matsuyama K, Narita Y, et. al.
  • Journal Title: Gen Thorac Cardiovasc Surg 55 Pages: 370-371
  • NAID: 10019992066
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Evaluation of mechanical properties of decellularized tissues as scaffolds for engineered small caliber vascular grafts using intravascular ultrasound. (2006)
  • Author(s): Murase Y, Narita Y et al.
  • Journal Title: ASAIO J 52 Pages: 450-455
• [Journal Article] Evaluation of decellularized esophagus as a scaffold for cultured esophageal epithelial cells. (2006)
  • Author(s): Ozeki M, Narita Y et al.
  • Journal Title: J Biomed Mater Res A 79 Pages: 771-778
• [Journal Article] Development of a novel temporary epicardial pacing wire with biodegradable film. (2006)
  • Author(s): Narita Y et al.
  • Journal Title: Ann Thoracic Surg 82 Pages: 1489-1493
• [Journal Article] Construction a tisuue-engineered ureter using a decellularized matrix with cultured uroepithelial cell and bone marrow-derived mononuclear cells. (2006)
  • Author(s): Matsunuma H, Narita Y, et al.
  • Journal Title: Tissue Engineering 12(in press)
• [Journal Article] Surgical treatment for thoracic aortic aneurysm with aberrant subclavian artery. (2006)
  • Author(s): Narita Y, et al.
  • Journal Title: Jpn J Thorac Cardiovasc Surg 54(in press)
• [Journal Article] Efficient differentiation of human mesenchymal stem cell into smooth muscle cell. (2005)
  • Author(s): Narita Y, et al.
  • Journal Title: Tissue Engineering proceeding 1 Pages: 443-443
• [Presentation] 中膜平滑筋層の再生を目指した骨髄由来ヒト間葉系幹細胞の分化誘導制御 (2008)
  • Author(s): 成田裕司, 他
  • Organizer: 第7回再生心臓血管外科治療研究会
  • Place of Presentation: 福岡
  • Year and Date: 2008-02-20
• [Presentation] Differentiation of human bone marrow derived mesenchymal stem cells into smooth muscle cells lineage -Utility of the cell source for tissue engineering and regenerative medicine- (2007)
  • Author(s): Narita Y, et. al.
  • Organizer: 5th International Society for Stem Cell Research annual meeting
  • Place of Presentation: Cairns, Australia
• [Presentation] Potential of mesenchymal stem cell as a cell source for smooth muscle of tissue-engineered blood vessel. (2007)
  • Author(s): Murase Y, Narita Y, et. al.
  • Organizer: 2nd Meeting of the International Federation for Artificial Organs
  • Place of Presentation: Osaka, Japan
• [Patent(Industrial Property Rights)] 血管再生材料 (2006)
  • Inventor(s): 成田裕司他8名
  • Industrial Property Rights Holder: 名古屋大学他
  • Industrial Property Number: 2006-139069
  • Filing Date: 2006-05-18
• [Patent(Industrial Property Rights)] 心臓ペースメーカー用電気コネクタ (2005)
  • Inventor(s): 成田 裕司他8名
  • Industrial Property Rights Holder: 名古屋大学他
  • Industrial Property Number: 2005-124940
  • Filing Date: 2005-04-22