| 研究課題/領域番号 |
22KK0132
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| 研究種目 |
国際共同研究加速基金(国際共同研究強化(B))
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分55:恒常性維持器官の外科学およびその関連分野
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
鈴木 隆哉 東北大学, 加齢医学研究所, 助教 (80611996)
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| 研究分担者 |
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)
鎌田 悟史 東北大学, 加齢医学研究所, 分野研究員 (40914990)
大石 久 東北大学, 大学病院, 講師 (60451580)
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| 研究期間 (年度) |
2022-10-07 – 2027-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
20,020千円 (直接経費: 15,400千円、間接経費: 4,620千円)
2026年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2025年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2024年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2023年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2022年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
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| キーワード | あ / ｍRNAリプログラミング / 幹細胞の多様性 / 人工臓器 / 組織工学 / 呼吸器の再生 / バイオ人工肺 / 人工幹細胞 / 呼吸器再生 / mRNAリプログラミング |
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| 研究開始時の研究の概要 |
臓器脱細胞化・再細胞化法は同種・異種臓器の細胞を界面活性剤等により完全に取り除き（脱細胞化）、そこに幹細胞・前駆細胞を注入し定着させ（再細胞化）、還流培養を行うことにより正常な構造と細胞機能をもったバイオ人工臓器を生み出す技術である。
近年の研究成果により、細胞増殖・分化の制御、大型臓器の長期培養、大型臓器の非侵襲的機能評価が可能になっている。これらの医学・工学の学際的知見を統合することにより再生人工臓器実現の可能性がこれまでになく高まっている。本国際共同研究は、臓器再生における肺特有の諸問題を遺伝子工学・組織工学・流体力学・移植外科学の知見を統合して解決することを目標としている。
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| 研究実績の概要 |
mRNAによる部分リプログラミングの最適化を行った。HUVECに対するリプログラミングでは４日間のトランスフェクションが最も効率が良く、再現性高く高度に増殖する細胞を得られた。部分リプログラミングによって生み出された誘導性前駆細胞HUVEC-iPLは長期にわたって継代が可能であり、かつ血管内皮マーカーであるTie-2を恒常的に発現していた。これらの細胞は分化培地へもどすと元の血管内皮細胞に近いマーカー発現パターンをみせた。しかしこの前駆細胞を分化させる段階でいくつかの困難があり停滞している。とくに細胞の接着が悪く、脱細胞化肺内で有効な自己組織化がおこらない。しかし前駆細胞化の段階で、複数の成熟細胞の特徴をもった細胞群が見出されており、これらが分化後の細胞多様性を生み出す可能性を追求している。
mRNAリプログラミングによる前駆細胞誘導法は上皮細胞においても進んでいるが、プロトコルの最適化に時間がかかっている。内皮細胞とことなり上皮細胞のりプログラミングではコロニー化の傾向があり、かなりiPS細胞に近い状態になっていると考えられた。いくつかのコロニーをピックアップしその性能を比較している。
一方でマウススケール還流型バイオリアクターの最適化は想定以上にすすんでいる。血管内皮細胞注入数の最適化についてフラクタル解析をつうじて最も効率よく血管ネットワークを創出する条件を割り出すことができた。この成果は共同研究者のトロント大学胸部外科教室とともに論文化している。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
部分リプログラミング法の最適化はほぼ終了しているが、得られた細胞の分化誘導に難渋しており、、現在の進行度としては順調にいっているが2024年度以降の進捗に若干の懸念がある。
一方でバイオリアクターの開発・最適化は予想を上回って進捗しており、今後ラットへの最適化へ道筋がついている。
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| 今後の研究の推進方策 |
部分リプログラミングの方法論に変更がひつようかどうか、導入する因子を変更して検討する予定である。バイオリアクターについては技術的成熟を進めるとともに、上皮・内皮を共培養する方法について検討していく。
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