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Scaffold-free気管模倣組織体で導かれた気管再生のメカニズム解明

研究課題

研究課題/領域番号 22K09001
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
研究機関大阪大学

研究代表者

岩崎 駿  大阪大学, 大学院医学系研究科, 招へい教員 (40882254)

研究分担者 出口 幸一  大阪大学, 大学院医学系研究科, 助教 (00747082)
奥山 宏臣  大阪大学, 大学院医学系研究科, 教授 (30252670)
中山 泰秀  大分大学, 医学部, 客員研究員 (50250262)
岩井 良輔  岡山理科大学, フロンティア理工学研究所, 准教授 (60611481)
研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2026-03-31
研究課題ステータス 交付 (2024年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2024年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2023年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2022年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワード気管移植 / 全周性気管置換術 / 気管形成術 / 上皮再生 / 組織工学 / 軟骨培養 / 軟骨再生 / 気管組織再生 / 再生医療
研究開始時の研究の概要

自己の細胞のみから構築され、かつ、培養気管軟骨を有することで耐圧強度も有するscaffold-freeの『気管模倣組織体』を開発し、気管への全周性移植により半年以上の長期生存を得ることに成功しており、この新規の気管模倣組織体の移植後の組織学的変化を経時的に捉えることでscaffold-freeの気管グラフトの再生機序を明らかにする。得られる成果は、組織再生科学に新たな知見を与え、気管再生治療の確立に向けた組織工学技術への貢献も期待される。

研究実績の概要

昨年度に報告した愛護的操作での全周性移植に関して、Lewisラットを用いた同種間で実施していたが、呼吸状態の完全な消失は本モデルに関しても気管形成術後のラット同様得られなかった。しかし、気管周囲の組織を愛護的に操作し実施したモデルでの体重増加は生存モデル全てにおいて得られていることが確認できた。その一方で、全周性気管移植を、気管周囲組織を擦過して物理的傷害を与えた後に実施したモデルでは、生存が得られたものの体重増加は不良であった。
詳細な確認は未実施だが、膜様部レベルのすぐ左右外側において、術中に脈管構造を確認している。同構造の切断によって断端から出血がみられたことを過去の手術時に経験しており、血管と判断した。また線維性の構造もその周囲に認めており、迷走神経の分枝で気管の様々なレベルにさらに分枝を伸ばし膜様部に陥入していることが想定されている。過去に気管周囲の血管・神経走行ならびにその機能的役割について詳細に言及された報告はないが、これらの脈管構造および線維性構造の温存による生存率向上および良好な体重増加が得られたことから、気管の生理学的な機能に重要な役割を有する可能性が高いと考えている。
気管模倣組織体による全周性移植を当初計画していたが、移植前に気管の機能的な役割を十分に確認することが現時点の最重要課題であると考えられたため、全周性移植の計画は一旦中断とした。
新たに気管周囲構造と気管機能との関係性を調べるための実験を計画すると同時に、呼吸器系診療科に気管機能に関しての情報提供を打診しているところである。

現在までの達成度
現在までの達成度

3: やや遅れている

理由

気管周囲構造物と気管の生理学的な機能の関係性を、気管模倣組織体による全周性移植の前に確認すべきであったため、移植実験の計画は保留する必要があった。
しかし、移植後のラットを慎重に観察したことで判明したことであり、研究全体としては前進しており、上記区分と判断した。

今後の研究の推進方策

全周性気管移植の生存モデルの検体確保が済んだところであり、気管形成術の解析時と同様に組織的な再生をまずは確認する。そのうえで、採取検体の血管再生に加えて神経再生についての解析も可能な範囲で進めていく。これによって、体重増加に違いが出た原因を解析できる可能性があり、これらの実験を現在計画中である。
必要に応じて、ラットモデルの追加作製も最低限の匹数となるよう努めつつ検討する。

報告書

(3件)
  • 2024 実施状況報告書
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 研究成果

    (3件)

すべて 2024 2023 2022

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Regeneration Process of an Autologous Tissue-Engineered Trachea (aTET) in a Rat Patch Tracheoplasty Model2024

    • 著者名/発表者名
      Iwasaki Shun、Deguchi Koichi、Iwai Ryosuke、Nakayama Yasuhide、Okuyama Hiroomi
    • 雑誌名

      Bioengineering

      巻: 11 号: 3 ページ: 243-243

    • DOI

      10.3390/bioengineering11030243

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Regeneration process of an autologous tracheal analogue (TA) in a rat patch tracheoplasty model2023

    • 著者名/発表者名
      Shun Iwasaki
    • 学会等名
      The 56th Pacific Association of Pediatric Surgeons
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] REGENERATION MECHANISM ELUCIDATION OF A SCAFFOLD-FREE ARTIFICIAL TRACHEA MADE BY USING TISSUE ENGINEERING2022

    • 著者名/発表者名
      Shun Iwasaki
    • 学会等名
      35th International Symposium on Pediatric Surgical Research
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2022-04-19   更新日: 2025-12-26  

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