補助人工心臓となりうる外科的に移植可能な三次元心筋細胞構造体の開発

• 研究課題/領域番号: 21H03014
• 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55030:心臓血管外科学関連
• 研究機関: 佐賀大学
• 研究代表者: 中山 功一 佐賀大学, 医学部, 教授 (50420609)
• 研究分担者: 伊藤 学 佐賀大学, 医学部, 講師 (50555084)
• 研究期間 (年度): 2021-04-01 – 2024-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2023年度)
• 配分額: 17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円); 2023年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2022年度: 7,540千円 (直接経費: 5,800千円、間接経費: 1,740千円); 2021年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
• キーワード: 再生医療 / 心臓 / iPS細胞 / バイオ３Dプリンタ / 心筋 / 血管網構築

研究開始時の研究の概要

様々な治療法が開発されているにも関わらず他人の心臓を移植するしか助からない重症
心不全の患者数は未だに増加の一途であり、慢性的なドナー不足も相まって、再生医療によ
る新しい治療手段の開発は急務であり、再生医療研究の究極のゴールともいえる細胞による
心機能の再生には数多くの研究者が取り組んでいる。我々は細胞だけで外科的に移植可能な立体構造体を作る技術を開発しており、１０年前から心筋細胞を用いた立体構造体の作製に取り組んでいる。本提案では我々が開発したバイオ３Dプリンタの技術をiPS細胞から誘導された心筋細胞を組みあわせ、補助人工心臓となる細胞構造体を作成し、小動物への移植を行いPOCを取ることを目指す

研究成果の概要

我々は細胞だけで外科的に移植可能な立体構造体を作る技術を開発しており、１０年前から心筋細胞を用いた立体構造体の作製に取り組んでいる。本提案ではすでに確立したバイオ３Dプリンタによって立体化したiPS細胞由来心筋細胞構造体の移植方法を最適化し、一定の拍出量を生体内で持つ補助人工心臓としての実用化をめざした。本研究では主に外科的に移植ができる細胞だけの構造体の作成に取り組んだ。その結果、小動物への移植に成功した。しかし、通常の外科的な操作を行うほどには構造体の強度が不足しており、繊細な手術手技が必要であることが今後の課題であった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

様々な治療法が開発されているにも関わらず、他人の心臓を移植するしか助からない重症心不全の患者数は未だに増加の一途であり、慢性的なドナー不足も相まって、再生医療による新しい治療手段の開発は急務であり、再生医療研究の究極のゴールともいえる細胞による心機能の再生には数多くの研究者が取り組んでいる。我々は細胞だけで外科的に移植可能な立体構造体を作る技術を開発しており、我々の技術は製造工程も含め、生体にとって毒性や易感染性のリスクとなるバイオマテリアルを混和することなく、細胞だけで立体的な構造体を作成することができるため、安全性と有効性において国際的に競争力のある医療技術になると期待されている。