臍帯組織、臍帯血より抽出した細胞による人工気管作製による気道再生法の確立

• 研究課題/領域番号: 21K08887
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 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: 小山 正三朗 長崎大学, 医歯薬学総合研究科(医学系), 客員研究員 (20815972)
• 研究分担者: 松本 桂太郎 長崎大学, 医歯薬学総合研究科(医学系), 教授 (80404268) ; 永安 武 長崎大学, 医歯薬学総合研究科(医学系), 教授 (80284686) ; 三浦 清徳 長崎大学, 医歯薬学総合研究科(医学系), 教授 (00363490) ; 朝重 耕一 長崎大学, 医歯薬学総合研究科(医学系), 客員研究員 (70457547) ; 町野 隆介 長崎大学, 病院(医学系), 助教 (90728081) ; 谷口 大輔 長崎大学, 医歯薬学総合研究科(医学系), 客員研究員 (20773758) ; 田浦 康明 長崎大学, 病院(医学系), 助教 (60437887) ; 野中 隆 長崎大学, 病院(医学系), 准教授 (30606463) ; 岩竹 真弓 長崎大学, 医歯薬学総合研究科(医学系), 客員研究員 (40624614)
• 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: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円); 2023年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
• キーワード: 人工気管 / 気管再生 / ３Dバイオプリンター / 臍帯血 / 臍帯組織

研究開始時の研究の概要

気道再生領域において人工気管の臨床応用は難しく、その多くがスキャフォールドと呼ばれる細胞を播種する足場を使用している。これは感染や生体適合性の低下、経時的な劣化等の問題も有する。我々はこの問題を解決する3Dバイオプリンターを用いた気管再生の研究を行なってきた。
人工臓器の臨床応用における問題として、大量の細胞を要すること、臓器への早期の血管ネットワークの構築、継続的な幹細胞の供給である。これを解決する方法として、臍帯組織、臍帯血より抽出した細胞による組織作製は可能性がある。3次元管腔臓器内での臍帯組織、臍帯血より抽出した細胞の有用性、役割について検討し、人工臓器での使用法と応用法の確立を目指す。

研究実績の概要

本研究はバイオ3Dプリンターを用いた自己細胞のみからなる人工気管作製における臓器内血管構築および骨髄幹細胞の代替細胞としての臍帯組織、臍帯血より抽出した細胞の有効性評価と臨床応用へ向けた使用法、応用法の確立を目的とする。これまで我々が行ってきた数種類の細胞を用いた人工気管の作製、移植 (Taniguchi, 2018, ITCVS, Machino, 2019, Adv Healthc Mater)を引き続いて再生医療を中心とした研究を進めた。内容としては人工気管内における臍帯組織、 臍帯血より抽出した細胞の機能解析、移植後生体内での分化、機能の解析を行い、その使用法、臨床応用法を明らかにすることである。昨年度に引き続き本年度 も臍帯組織、臍帯血より各細胞の抽出と培養とそこから人工気管作製後、in vitroでの比較検討を行ってきた。臍帯組織、臍帯血より各細胞の抽出と培養に関しては当院婦人科との協力もあり、問題なく実験遂行できている状況である。現在は至適な人工気管を探求するため、各種細胞選定に難渋しているが概ね予定通りの研究進行と考えている。現在は解析段階であり、組織学的評価、各種細胞の構造体内での分布(免疫染色による血管新生、 軟骨などの評価)および機械的強度評価、グリコサミノグリカン定量試験やタンパク発現解析、遺伝子発現解析、構造体の培養期間の選定など行いながら人工気管の研究を進めている。この前実験が完了出来次第、予定であるin vitroでの比較検討実験を行う予定である。