| Project/Area Number |
23KJ2229
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 国内 |
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| Review Section |
Basic Section 90110:Biomedical engineering-related
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
白木川 奈菜 九州大学, 工学研究院, 特別研究員(RPD)
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| Project Period (FY) |
2023-07-03 – 2027-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥5,330,000 (Direct Cost: ¥4,100,000、Indirect Cost: ¥1,230,000)
Fiscal Year 2026: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000)
Fiscal Year 2025: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
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| Keywords | 再生医療 / 肝臓 / 細胞外マトリックス / 組織工学 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では肝臓移植におけるドナー不足の課題解決に向け、肝臓移植に代わる治療法として、生体内での肝組織構築法の開発を目指す。肝臓に流れ込む門脈血と、肝臓において肝細胞の周囲環境を形成している細胞外マトリックス（ECM）を移植肝細胞に提供することにより、生体内での効率的な肝組織構築を試みる。生体内において門脈と下大静脈をバイパスで接続し、その内部に肝臓由来ECMで包埋した肝細胞を移植して肝組織構築を行う「バイパス型肝臓構築法」を開発する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では肝臓移植におけるドナー不足の課題解決に向け、肝臓移植に代わる治療法として、生体内での肝組織構築法の開発を目指す。肝臓に流れ込む門脈血と、肝臓において肝細胞の周囲環境を形成している細胞外マトリックス（ECM）を移植肝細胞に提供することにより、生体内での効率的な肝組織構築を試みる。生体内において門脈と下大静脈をバイパスで接続し、その内部に肝臓由来ECMで包埋した肝細胞を移植して肝組織構築を行う「バイパス型肝臓構築法」を開発する。
具体的には、（１）門脈と下大静脈を分岐させるT型ブランチ、及び肝細胞を生体内培養する羊膜の袋を複合した「ゆりかご」を作製する。ラット体内に接続し、血液漏洩や血栓形成を評価する。（２）肝臓由来細胞外マトリックスに包埋した肝細胞と内皮細胞からマルチフローデバイスを作製し、「ゆりかご」に充填してバイパス型肝組織を構築する。肝不全モデルラットに移植し、生体内培養により“肝臓”を構築すると共に治療効果を評価する。（３）バイパス型肝組織が完全に除去できることを実証し、生体内において独立した新しい臓器であることを明らかにする。
本年度は門脈中に「ゆりかご」として脱細胞化血管を作製して検討を進めた。ブタ大動脈を1% TritonX-100溶液を用いて脱細胞化し、麻酔下でラットを開腹し、門脈中に脱細胞化ブタ大動脈で作製した移植部位を挿入した。脱細胞化したブタ大動脈については組織学的評価より、核が抜け、脱細胞化が確認できた。また、「ゆりかご」内部での肝組織構築に向けてラット初代肝細胞をECMゲルを用いて培養し、その上部に血管内皮細胞を播種し、共培養を行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
昨年度は自身の異動や出産があり、少し研究が遅れていた。本年度は学部4年生の学生が付き、一緒に研究を進めてくれたため、順調に進んだが、初年度の遅れをまだ引きずっている。当初の予定では2024年度は前年度に開発した「ゆりかご」を用い、門脈と下大静脈間のバイパスにおいて生体内での肝組織構築を行う予定であった。脱細胞化肝臓を可溶化して得られる肝臓由来細胞外マトリックス（肝ECM）を用いてマルチフローデバイスを作製し、本デバイスを門脈と下大静脈間のバイパス間に構築した「ゆりかご」に充填して免疫不全ラットに移植し、バイパス型肝組織構築を行い、肝細胞の播種密度を最適化を予定していた。さらに肝不全モデル免疫不全ラットを作製し、体内での組織化と治療効果を明らかにする予定であった。予定の順序や部位とは異なるものの、基盤技術の開発を進めることができたが、体内での組織構築や免疫不全ラットの作出には至っていないため、やや遅れていると判断する。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究では肝臓移植におけるドナー不足の課題解決に向け、肝臓移植に代わる治療法として、生体内での肝組織構築法の開発を目指している。本年度に引き続き、門脈中での「ゆりかご」としての移植部位の創出を試み、ECMに包埋した肝細胞を移植することで「ゆりかご」内部での肝組織構築を目指す。ラット由来の血管内皮細胞の採取、培養に取り組むと共に、肝硬変にした肝不全モデル無アルブミンラットを用いてラット初代肝細胞を「ゆりかご」に移植し、移植１週間後に摘出する。経時的に血中アルブミン濃度を測定し、肝組織構築の程度を評価する。また、肝組織除去後に血中アルブミン濃度が低下することを確認し、本システムが体内にて独立して存在し、除去可能であることを明らかにする。その際、移植する肝細胞の密度の最適化を行う。さらに、構築した肝組織を摘出して異なる肝不全モデル免疫不全ラットに移植（二次移植）して治療し得ること、及び薬物投与にて肝不全を誘導した免疫不全ラットにヒトiPS細胞等由来分化肝細胞を用いてバイパス型肝組織を生体内培養することで肝組織を作製し、生体内での増殖性を評価して有効性と安全性を明らかにする。最終年度は本研究で得られた結果の解析と成果の発信を行う。
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