バイオ3Dプリンティング技術を応用した、人工子宮構造体によるラット子宮の部分再生

• 研究課題/領域番号: 23K08890
• 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56040:産婦人科学関連
• 研究機関: 長崎大学
• 研究代表者: 高木 克典 長崎大学, 医歯薬学総合研究科(医学系), 客員研究員 (90635856)
• 研究分担者: 三浦 清徳 長崎大学, 医歯薬学総合研究科(医学系), 教授 (00363490) ; 山下 修二 川崎医科大学, 医学部, 教授 (30457220) ; 北島 百合子 長崎大学, 病院(医学系), 助教 (40380901) ; 橋口 慶一 長崎大学, 病院(医学系), 講師 (50781952) ; 富永 哲郎 長崎大学, 病院(医学系), 助教 (60457546) ; 永安 武 長崎大学, 医歯薬学総合研究科(医学系), 教授 (80284686) ; 松本 桂太郎 長崎大学, 医歯薬学総合研究科(医学系), 教授 (80404268) ; 山根 裕介 長崎大学, 病院(医学系), 助教 (90457549)
• 研究期間 (年度): 2023-04-01 – 2026-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2023年度)
• 配分額: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2025年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2024年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2023年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
• キーワード: 子宮再生 / バイオ3Dプリンティング / スフェロイド / 細胞培養 / リンパ管

研究開始時の研究の概要

近年、再生医学の発展と共に、様々な臓器、器官の再生が可能となってきた。申請者らもこれまでに、バイオ3Dプリンターを駆使し、各種の管腔臓器の再生に取り組み、世界で初めて生細胞のみからなる3次元構造体による気管、食道、尿管の再生に成功した。今回、本技術を用い、人工子宮構造体を作成し、機能を持つ子宮を再生する。

研究実績の概要

本研究の骨子は、①バイオ3Dプリンティング技術を用い、スキャフォールドフリーの生細胞のみで構成された3次元構造体（人工子宮）を作成する。② ①で作成した人工子宮でラット子宮を部分置換（移植）し、人工子宮と周囲組織の経時的な病理組織学的評価を行う。③ 人工子宮を移植した雌ラットを交配させ、交配後の移植人工子宮の経時的観察、自然妊娠の可不可、出産の可不可を評価する。以上3点である。
本年度は、人工子宮作成に必要な細胞培養（HUVEC、HUtSMC、THESC）の細胞培養を施行、人工子宮作成の予備実験を開始した。また、人工子宮移植時に移植側子宮（ラット子宮は双角子宮）で自然妊娠が可能か確実に判断するため、子宮の片側切除モデルを作成した。8週齢雌ラットの双角子宮の左側子宮を切除し、断端を縫合閉鎖した(n=3）。その後、雄ラット（n=2）と同居させ、自然交配を行った。その結果、仔ラットの出生がそれぞれ、6、4、5匹、合計15匹、その後の観察でさらに3、2、2匹確認でき、最終的に22匹出生が確認できた。子宮片側切除ラットは全例で仔の出産が確認でき、片側子宮でも出産可能であることが確認できた。これにより、ラット片側子宮切除モデルの残存子宮部に人工子宮を移植することで、その正確な生殖能を確認できる。

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

移植側子宮で自然妊娠が成立するか確実に検討するため、当初の予定にはない動物モデルを作成し、自然妊娠を確認する必要があったが、問題なく確認でき、人工子宮作成に着手できている。

今後の研究の推進方策

2024年度中に、①バイオ3Dプリンティング技術を用い、スキャフォールドフリーの生細胞のみで構成された3次元構造体（人工子宮）を作成する。② ①で作成した人工子宮でラット子宮を部分置換（移植）し、人工子宮と周囲組織の経時的な病理組織学的評価を行う。
同時に対照として、左側子宮の一部分を右側子宮に移植する、自家移植実験も施行する。