遺伝子導入を駆使した内皮細胞誘導型ハイブリッド人工血管の開発

• 研究課題/領域番号: 14380387
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 医用生体工学・生体材料学
• 研究機関: 旭川医科大学
• 研究代表者: 平田 哲 旭川医科大学, 医学部, 助教授 (80199067)
• 研究分担者: 笹嶋 唯博 旭川医科大学, 医学部, 教授 (20109515) ; 東 信良 旭川医科大学, 医学部, 講師 (30250559) ; 赤坂 伸之 旭川医科大学, 医学部, 助手 (30281885)
• 研究期間 (年度): 2002 – 2005
• 研究課題ステータス: 完了 (2005年度)
• 配分額: 7,600千円 (直接経費: 7,600千円); 2005年度: 900千円 (直接経費: 900千円); 2004年度: 800千円 (直接経費: 800千円); 2003年度: 600千円 (直接経費: 600千円); 2002年度: 5,300千円 (直接経費: 5,300千円)
• キーワード: 小口径人工血管 / ハイブリッド人工血管 / 遺伝子導入 / 同種動脈グラフト / 脱細胞化 / HVJ / HGF / 内膜肥厚 / 血管新生 / 内皮細胞 / 肝細胞増殖因子HGF / HGF(肝細胞増殖因子) / 人工血管 / 小口径 / hepatocyte growth factor / 平滑筋細胞

研究概要

実用可能な小口径人工血管は皆無であり、ヒトでは人工血管内面が内皮細胞に被覆されないという生体と人工物との境界部での治癒障害に根本的な問題に原因と考えられる。本研究では、その問題を解決すべく、人工血管内面に内皮細胞を誘導する小口径代用血管の開発に挑戦した。
内皮細胞を誘導する方法のひとつとして血管構成細胞への遺伝子導入が有用ではないかとの仮説から、まず、血管構成細胞への遺伝子導入法の開発を検討した。それとともに、小口径代用血管に適した材料について、人工材料はもとより同種血管、脱細胞化血管を検討・評価した。
1)血管壁細胞への遺伝子導入法の開発:血管壁の構成細胞のひとつである平滑筋細胞は血管内面・外面とは隔絶されており、遺伝子導入が難しいとともに、血管壁障害をきたすと血栓閉塞や瘤化の原因となるといった血管独特の困難性を有している。加圧法、HVJ-Envelopeベクター法、超音波法等を実施し、遺伝子導入効率や血管壁へのダメージを評価した結果、HVJ-Envelopeベクター法が最も遺伝子導入効率が高く、かつ、血管壁の物理的ダメージが少ない方法であることが明らかになった。あらたな小口径代用血管への応用が期待される。
2)小口径代用血管の開発:イヌおよびヒト細胞播種人工血管をin vitro, in vivoで検討した。細胞は人工材料の素材によって細胞接着・増殖が大きく異なること、ヒト細胞は他の動物に比して、増殖因子等の投与下においても人工材料への接着・増殖能が乏しいことが明らかになったとともに、人工材料では移植直後の抗血栓性の問題により内皮細胞播種を追加しても長期開存を得られなかった。一方、同種動脈材料は、抗血栓性や細胞誘導性が良好であった。
以上の結果より、ハイブリッド人工血管の小口径動脈領域への応用には、高等動物での生体と人工物との治癒という高いハードルが改めて問題となったが、一方、脱細胞化や脱細胞化グラフトなどの生体材料とした細胞播種ハイブリッドグラフト、さらには同種動脈グラフトへの遺伝子導入が今後、小口径代用血管として期待されると考えられた。