インプラント型自己細胞再生軟骨を用いた小児気道再建に関する研究

• 研究課題/領域番号: 16K11359
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 小児外科学
• 研究機関: 慶應義塾大学
• 研究代表者: 渕本 康史 慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 特任教授 (40219077)
• 研究分担者: 古村 眞 埼玉医科大学, 医学部, 教授 (10422289) ; 黒田 達夫 慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 教授 (60170130)
• 研究協力者: 絵野沢 伸 ; 大野 通暢 ; 樋口 昌孝
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2018年度)
• 配分額: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2018年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2017年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2016年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
• キーワード: 気管再生 / 組織工学 / 軟骨細胞 / PLLA / インプラント型 / ブタ / FGF / インプラント型軟骨 / パッチ移植 / bFGF / 他家脱細胞気管 / インプラント気管 / 大動物 / パッチグラフト / 再生医学 / 小児気道

研究成果の概要

ブタ耳介軟骨から採取した軟骨細胞を培養し、ポリ乳酸多孔体（PLLA）を足場としてブタの皮下に移植すると、数週間でインプラント型再生軟骨の作成に成功した。この際に耳介皮下よりも腹部皮下に移植した方が良いこと、ならびに移植時にbFGFを注入することにより軟骨形成が促進されることが確認された。
ブタの気管1/2周径を切除し、インプラント型軟骨をパッチグラフトとして移植を行った。移植後11週の気管支鏡ではパッチ部の内腔の狭小化を認め、病理組織では散在性に小軟骨を認めるも炎症性細胞浸潤ならびに瘢痕形成を認めた。以上の所見は足場に使用したPLLAに対して異物反応が惹起され瘢痕線維化が起こったと考えられた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

長期気管内挿管や気管切開後に生じる抜管困難症や先天性声門下狭窄症に対して、再生軟骨のパッチ移植は有効であると思われる。当該研究では軟骨細胞を吸収性素材のポリ乳酸多孔体（PLLA）を足場とした組織工学手法を利用して小児の成長に即応したインプラント型再生軟骨を形成することが確認された。しかし、インプラント型再生軟骨を気管孔にパッチ移植するとPLLAに対する反応性から気管内腔の狭窄をきたした。反応性の少ない足場素材を開発すれば、患児の成長とともに大きくなる再生気管軟骨を作成することができる可能性が期待される。

研究成果

• [雑誌論文] 人工臓器 最近の進歩 気管の再生医療 (2018)
  • 著者名/発表者名: 渕本 康史
  • 雑誌名: 人工臓器 巻: 47 ページ: 207-210
• [雑誌論文] 同種脱細胞気管を用いた気道再建成長期のブタを用いた非臨床研究から (2018)
  • 著者名/発表者名: 渕本 康史
  • 雑誌名: 日本小児呼吸器学会雑誌 巻: 29 ページ: 71-77
  • NAID: 40021626376
  • 査読あり
• [雑誌論文] Rituximab Induction to Prevent the Recurrence of PSC After Liver Transplantation-The Lessons Learned From ABO-Incompatible Living Donor Liver Transplantation. (2018)
  • 著者名/発表者名: Yamada Y, Hoshino K, Fuchimoto Y, Matsubara K, Hibi T, Yagi H, Abe Y, Shinoda M, Kitago M, Obara H, Yagi T, Okajima H, Kaido T, Uemoto S, Suzuki T, Kubota K, Yoshizumi T, Maehara Y, Inomata Y, Kitagawa Y, Egawa H, Kuroda T.
  • 雑誌名: Transplant Direct. 巻: 4(2) 号: 2 ページ: 342-342
  • DOI: 10.1097/txd.0000000000000760
  • 査読あり
• [雑誌論文] Airway reconstruction using decellularized tracheal allografts in a porcine model. (2017)
  • 著者名/発表者名: Ohno M, Fuchimoto Y, Hsu HC, Higuchi M, Komura M, Yamaoka T, Umezawa A, Enosawa S, Kuroda T.
  • 雑誌名: Pediatr Surg Int. 巻: 33(10) 号: 10 ページ: 1065-1071
  • DOI: 10.1007/s00383-017-4138-8
  • 査読あり
• [雑誌論文] The effect of immune checkpoint inhibitors on lung metastases of osteosarcoma. (2017)
  • 著者名/発表者名: Shimizu T, Fuchimoto Y, Fukuda K, Okita H, Kitagawa Y, Kuroda T.
  • 雑誌名: J Pediatr Surg. 巻: 52(12) 号: 12 ページ: 2047-2050
  • DOI: 10.1016/j.jpedsurg.2017.08.030
  • 査読あり
• [学会発表] Acellular scaffolds by High hydrostatic pressure (HHP) for airway reconstruction in porcine model findings of a long-term observation (2018)
  • 著者名/発表者名: Yasushi Fuchimoto
  • 学会等名: Tissue Engineering and Regenerative Medicine International Society 2018
  • 国際学会
• [学会発表] 同種脱細胞気管を用いた気道再建 ブタを用いた非臨床研究から (2018)
  • 著者名/発表者名: 渕本 康史
  • 学会等名: 日本外科学会2018
• [学会発表] 同種高圧脱細胞気管を用いた軟骨再生による気道再建 ブタを用いた非臨床研究の長期観察から (2018)
  • 著者名/発表者名: 渕本 康史
  • 学会等名: 日本再生医療学会2018
• [学会発表] 同種高圧脱細胞気管を利用した軟骨再生による気道再建 ブタを用いた非臨床研究の長期観察から (2018)
  • 著者名/発表者名: 渕本康史、大野通暢、絵野澤伸、樋口昌孝、山岡哲二、古村眞、黒田達夫、梅澤明弘
  • 学会等名: 第17回日本再生医療学会総会
• [学会発表] 幼若ブタを用いた高圧脱細胞気管による気道再建の前臨床研究 (2017)
  • 著者名/発表者名: 渕本康史
  • 学会等名: 日本再生医療学会
  • 発表場所: 仙台国際センター（宮城県仙台市）
  • 年月日: 2017-03-09
• [学会発表] 幼若ブタを用いた組織工学気管の前臨床研究 (2016)
  • 著者名/発表者名: 渕本康史
  • 学会等名: PSJM小児呼吸器外科研究会
  • 発表場所: ソニックシティ（埼玉県大宮市）
  • 年月日: 2016-10-28
• [学会発表] Preclinical research of the tissue-engineered trachea using a juvenile porcine model (2016)
  • 著者名/発表者名: 渕本康史
  • 学会等名: 第53回日本小児外科学会
  • 発表場所: ヒルトン福岡シーホーク（福岡県博多市）
  • 年月日: 2016-05-24