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自己細胞を用いた人工気管による再生医療と難治性気道疾患への応用

研究課題

研究課題/領域番号 18H02895
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分55040:呼吸器外科学関連
研究機関長崎大学

研究代表者

松本 桂太郎  長崎大学, 医歯薬学総合研究科(医学系), 准教授 (80404268)

研究分担者 土谷 智史  長崎大学, 医歯薬学総合研究科(医学系), 客員教授 (30437884)
李 桃生  長崎大学, 原爆後障害医療研究所, 教授 (50379997)
中山 功一  佐賀大学, 医学部, 教授 (50420609)
永安 武  長崎大学, 医歯薬学総合研究科(医学系), 教授 (80284686)
町野 隆介  長崎大学, 病院(医学系), 助教 (90728081)
朝重 耕一  長崎大学, 医歯薬学総合研究科(医学系), 助教 (70457547)
田浦 康明  長崎大学, 病院(医学系), 助教 (60437887)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円)
2022年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2021年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2020年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2019年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2018年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
キーワード気道再生 / バイオ3Dプリンター / 臓器再生 / 人工臓器 / 人工気管 / 再生医療 / 難治性気道疾患
研究成果の概要

バイオ3Dプリンターを用いて、再生医療に用いる自己細胞および幹細胞のみからなる、人工気管の作製と移植を行った。ヒト細胞による馬蹄形軟骨輪と膜様部に平滑筋細胞構造体を用いた人工気管支の作製とヌードラットへの移植による機能解析と自家移植を目指したラット自己細胞を用いた人工気管の構築と自家移植を行った。①ヒト骨髄幹細胞を軟骨への分化させる条件を決定し、蹄形の軟骨輪の作製、欠損した部位に平滑筋構造体を補填し、実際の気管と同様の形態をした人工気管を作成した。ヌードラットへの移植で数ヶ月の生存を得た。②Fischer344ラットの骨髄細胞から人工気管を作成し、自家移植にて1年以上の長期の生着に成功した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

気道の再建、再生医療は、実臨床では非常に難しく普及していない。人工物を用いた代替気管では感染、劣化などの問題が生じるため、細胞のみから作成した人工気管が必要となる。当研究では、この問題を解決する可能性がある軟骨を主体とし、膜様部を平滑筋構造体で作成した人工気管を作成し、ラットへの移植による長期生存を得た。これにより、将来的に気道悪性腫瘍、外傷、気管軟化症、熱傷などの疾患において、外科治療の適応範囲の拡大、患者のQOLに寄与できる可能性があることを示すことができた。

報告書

(4件)
  • 2022 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2022 2021 2019

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Human lung microvascular endothelial cells as potential alternatives to human umbilical vein endothelial cells in bio-3D-printed trachea-like structures.2019

    • 著者名/発表者名
      Taniguchi D, Matsumoto K, Machino R, Takeoka Y, Elgalad A, Taura Y, Oyama S, Tetsuo T, Moriyama M, Takagi K, Kunizaki M, Tsuchiya T, Miyazaki T, Hatachi G, Matsuo N, Nakayama K, Nagayasu T.
    • 雑誌名

      TISSUE CELL

      巻: 63 ページ: 101321-101321

    • DOI

      10.1016/j.tice.2019.101321

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書 2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Replacement of Rat Tracheas by Layered, Trachea‐Like, Scaffold‐Free Structures of Human Cells Using a Bio‐3D Printing System2019

    • 著者名/発表者名
      Machino Ryusuke、Matsumoto Keitaro、Taniguchi Daisuke、Tsuchiya Tomoshi、Takeoka Yosuke、Taura Yasuaki、Moriyama Masaaki、Tetsuo Tomoyuki、Oyama Shosaburo、Takagi Katsunori、Miyazaki Takuro、Hatachi Go、Doi Ryoichiro、Shimoyama Koichiro、Matsuo Naoto、Yamasaki Naoya、Nakayama Koichi、Nagayasu Takeshi
    • 雑誌名

      Advanced Healthcare Materials

      巻: 8 号: 7 ページ: 1800983-1800983

    • DOI

      10.1002/adhm.201800983

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 外科治療に必要なバイオ3Dプリンターによる管腔臓器の現在地2022

    • 著者名/発表者名
      松本桂太郎
    • 学会等名
      第122回日本外科学会定期学術集会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 体性幹細胞スフェロイドを用いたScaffold-freeの人工食道・人工気管による再生医療2021

    • 著者名/発表者名
      松本桂太郎
    • 学会等名
      第20回日本再生医療学会総会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] バイオ3Dプリンターを用いた気道再生2019

    • 著者名/発表者名
      谷口大輔
    • 学会等名
      第119回日本外科学会定期学術集会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 気道再生医療のためのバイオ3Dプリンター技術の活用2019

    • 著者名/発表者名
      谷口大輔、松本桂太郎、町野隆介、永安武
    • 学会等名
      第18回再生医療学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Artificial proximal airway construction using Bio-3D printer2019

    • 著者名/発表者名
      松本桂太郎、谷口大輔、町野隆介、永安武
    • 学会等名
      2018 TERMIS World Congress
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Artificial trachea and esophagus using bio-3D printer "Regenova"2019

    • 著者名/発表者名
      松本桂太郎、谷口大輔、町野隆介、永安武
    • 学会等名
      CuSTOM 2019
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Tracheal replacement by scaffold-free tissue engineered trachea made by bio-3D printer2019

    • 著者名/発表者名
      松本桂太郎、谷口大輔、町野隆介、永安武
    • 学会等名
      2019 American Thoracic Society (ATS)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [図書] Kenzan Method for Scaffold-Free Biofabrication2021

    • 著者名/発表者名
      Keitaro Matsumoto, Takeshi Nagayasu
    • 総ページ数
      179
    • 出版者
      Springer
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2024-01-30  

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