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移植医療と再生医療を効果的に融合するための革新的基盤技術の構築

研究課題

研究課題/領域番号 23K24392
補助金の研究課題番号 22H03133 (2022-2023)
研究種目

基盤研究(B)

配分区分基金 (2024)
補助金 (2022-2023)
応募区分一般
審査区分 小区分55010:外科学一般および小児外科学関連
研究機関東北大学

研究代表者

後藤 昌史  東北大学, 医学系研究科, 教授 (50400453)

研究分担者 稲垣 明子  東北大学, 医学系研究科, 助教 (20360224)
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
17,160千円 (直接経費: 13,200千円、間接経費: 3,960千円)
2025年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2024年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2023年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2022年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
キーワード膵島移植 / 皮下移植 / 免疫隔離細胞デバイス / 血管新生 / 細胞外基質
研究開始時の研究の概要

移植医療の課題である免疫抑制剤の服用やドナー不足に対する有効な戦略の一つが再生医療との融合である。本研究では、免疫隔離細胞デバイスと皮下移植を両立させるための成功要因に関する学理を究明し、この両者を移植医療と再生医療を効果的に融合するための革新的基盤技術として確立する事を目指す。本研究は”いつでも受けられる免疫抑制剤のいらない細胞治療”を実現するための基盤を担う重要な医学的かつ社会的意義を有している。

研究実績の概要

移植医療の課題である免疫抑制剤の服用やドナー不足に対する有効な戦略の一つが再生医療との融合である。本研究では、免疫隔離細胞デバイスと皮下移植を両立させるための成功要因に関する学理を究明し、この両者を移植医療と再生医療を効果的に融合するための革新的基盤技術として確立する事を目指す。この目的を達成するために、本年度は昨年度の研究成果に基づき“不織布構造ゼラチン基材(GHNF)と脂肪組織由来幹細胞(ADSC)の組み合わせ、およびGHNFと血管新生ペプチド(Angiogenic Peptide: AGP)の組み合わせによる移植前処置法が皮下新生血管構築におよぼす影響の検証”を試みた。具体的には、GHNF/ADSC、GHNF/AGPを組み合わせる条件下において、実際の皮下組織に誘導される新生血管の量を免疫組織化学染色(vWF染色)、およびレクチン標識共焦点顕微鏡システムにて半定量化し、無処置群やGHNF単独群と比較することで評価を試みた。GHNFとADSCの組み合わせに関しては、vWF免疫組織化学染色およびレクチン標識共焦点顕微鏡システムのいずれにおいても、無処置群やGHNF単独群に比し有意に新生血管量が増加することが明らかとなった。また興味深いことに、GHNFとADSCの組み合わせにより誘導された皮下の新生血管は、一時的なボーラス効果ではなく膵島移植後も長期に渡って移植膵島に残存し、グラフトの長期生着に大きく寄与することを確認することができた。血管新生誘導因子についても解析を実施したところ、GHNFとADSCを組み合わせることにより、VEGFやEGFなどの一部の因子はGHNF単独群よりも有意に遺伝子発現が上昇することが判明した。GHNFとAGPの組み合わせに関しても新生血管を効果的に増加させる傾向を確認しているが、現在半定量的解析およびその機序解明に関する解析を実施中である。

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

本年度は予定していたGHNFとADSCの組み合わせによる移植前処置法が皮下新生血管構築におよぼす影響の検証をしっかり実施することができ、さらにもう一歩踏み込んでその作用機序解明や実際の皮下膵島移植効果に関しても確認することができた。これらの研究内容をまとめて国際学術誌であるCell Transplantationへ投稿し、アクセプトに至った(in press状態)。一方、GHNFとAGPの組み合わせに関しては、GHNFとADSCの組み合わせの研究が想定以上に進行したためやや遅れており、予定していた年度内に全解析を終えることができなかったため、総合的観点から本年度の研究計画は"おおむね順調に進展している"と判断した。

今後の研究の推進方策

本年度の研究により、GHNFとADSCの組み合わせの有用性は十分に立証することができたため、2024年度はGHNFとAGPの組み合わせに関して、新生血管構築効果やその機序、さらに実際の皮下膵島移植成績へ及ぼす影響に関して詳細に解析を行い、両手法の比較検証を実施していく予定である。当初予定していた通り、2024年度は実際の糖尿病動物モデルを使用し上記移植実験を実施していく予定である。

報告書

(2件)
  • 2023 実績報告書
  • 2022 実績報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて 2023 2022

すべて 雑誌論文 (9件) (うち国際共著 1件、 査読あり 9件、 オープンアクセス 8件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 2件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] 8.Pancreatic islet transplantation into the submandibular gland: Our experimental experience and a review of the relevant literature2023

    • 著者名/発表者名
      Fathi I, Inagaki A, Imura T, Koraitim T, Goto M
    • 雑誌名

      Journal of Clinical Medicine

      巻: 12 号: 11 ページ: 3735-3735

    • DOI

      10.3390/jcm12113735

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Ideal Duration of Pretreatment Using a Gelatin Hydrogel Nonwoven Fabric Prior to Subcutaneous Islet Transplantation2023

    • 著者名/発表者名
      Saito Ryusuke、Inagaki Akiko、Nakamura Yasuhiro、Imura Takehiro、Kanai Norifumi、Mitsugashira Hiroaki、Endo Yukiko、Katano Takumi、Suzuki Shoki、Tokodai Kazuaki、Kamei Takashi、Unno Michiaki、Watanabe Kimiko、Tabata Yasuhiko、Goto Masafumi
    • 雑誌名

      Cell Transplantation

      巻: 32 ページ: 51-51

    • DOI

      10.1177/09636897231186063

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A gelatin hydrogel nonwoven fabric improves outcomes of subcutaneous islet transplantation.2023

    • 著者名/発表者名
      Norifumi Kanai, Akiko Inagaki, Yasuhiro Nakamura, Takehiro Imura, Hiroaki Mitsugashira, Ryusuke Saito, Shigehito Miyagi, Kimiko Watanabe, Takashi Kamei, Michiaki Unno
    • 雑誌名

      Scientific reports 13(1)

      巻: 13(1) 号: 1 ページ: 11968-11968

    • DOI

      10.1038/s41598-023-39212-4

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Microfluidic vascular formation model for assessing angiogenic capacities of single islets2023

    • 著者名/発表者名
      Nashimoto Yuji、Konno An、Imaizumi Takuto、Nishikawa Kaori、Ino Kosuke、Hori Takeshi、Kaji Hirokazu、Shintaku Hirofumi、Goto Masafumi、Shiku Hitoshi
    • 雑誌名

      Biotechnology and Bioengineering

      巻: 121 号: 3 ページ: 1050-1059

    • DOI

      10.1002/bit.28631

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A Gelatin Hydrogel Nonwoven Fabric Enhances Subcutaneous Islet Engraftment in Rats2023

    • 著者名/発表者名
      Saito Ryusuke、Inagaki Akiko、Nakamura Yasuhiro、Imura Takehiro、Kanai Norifumi、Mitsugashira Hiroaki、Endo Kumata Yukiko、Katano Takumi、Suzuki Shoki、Tokodai Kazuaki、Kamei Takashi、Unno Michiaki、Watanabe Kimiko、Tabata Yasuhiko、Goto Masafumi
    • 雑誌名

      Cells

      巻: 13 号: 1 ページ: 51-51

    • DOI

      10.3390/cells13010051

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Development of a novel method for measuring tissue oxygen pressure to improve the hypoxic condition in subcutaneous islet transplantation2022

    • 著者名/発表者名
      Mitsugashira Hiroaki、Imura Takehiro、Inagaki Akiko、Endo Yukiko、Katano Takumi、Saito Ryusuke、Miyagi Shigehito、Watanabe Kimiko、Kamei Takashi、Unno Michiaki、Goto Masafumi
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 12 号: 1 ページ: 14731-14731

    • DOI

      10.1038/s41598-022-19189-2

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Use of perfluorohexyloctane for preservation of rat liver after circulatory death and a prolonged cold preservation model for hepatocyte transplantation2022

    • 著者名/発表者名
      Matsumura M, Imura T, Inagaki A, Ogasawara H, Miyagi S, Ohashi K, Unno M, Kamei T, Goto M
    • 雑誌名

      Transplant International

      巻: 35 ページ: 10659-10659

    • DOI

      10.3389/ti.2022.10659

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Acceptance of Murine Islet Allografts Without Immunosuppression in Inguinal Subcutaneous White Adipose Tissue Pretreated With bFGF2022

    • 著者名/発表者名
      Nakafusa Yuki、Nitta Naoyoshi、Ishii Kazunari、Shirasu Naoto、Iwamoto Takahiro、Nemoto Takayuki、Nakamura Masafumi、Goto Masafumi、Iwata Hiroo、Taniguchi Masaru、Yasunami Yohichi
    • 雑誌名

      Diabetes

      巻: 71 号: 8 ページ: 1721-1734

    • DOI

      10.2337/db21-0684

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Cotransplantation with adipose tissue-derived stem cells improves engraftment of transplanted hepatocytes2022

    • 著者名/発表者名
      Yamana H, Inagaki A, Imura T, Nakamura Y, Nishimaki H, Katano T, Ohashi K, Miyagi S, Kamei T, Unno M, Goto M
    • 雑誌名

      Transplantation

      巻: 106 号: 10 ページ: 1963-1973

    • DOI

      10.1097/tp.0000000000004130

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 膵島移植の現状と今後の展望2023

    • 著者名/発表者名
      後藤昌史
    • 学会等名
      第44回日本内分泌学会東北支部学術集会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 不織布構造ゼラチン基材を用いた肝表面膵島移植法の検討2023

    • 著者名/発表者名
      遠藤有希子, 稲垣明子, 猪村武弘, 片野匠, 鈴木翔輝, 戸子台和哲, 亀井尚, 海野倫明, 田畑泰彦, 後藤昌史
    • 学会等名
      第59回日本移植学会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Development of a novel method for measuring tissue oxygen pressure to improve the hypoxic condition in subcutaneous islet transplantation2023

    • 著者名/発表者名
      Hiroaki Mitsugashira, Takehiro Imura, Akiko Inagaki, Shoki Suzuki, Yukiko Endo, Takumi Katano, Ryusuke Saito, Kazuaki Tokodai, Kimiko Watanabe, Takashi Kamei, Michiaki Unno, Masafumi Goto
    • 学会等名
      19th International Pancreas and Islet Transplant Association
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 不織布構造ゼラチン基材を用いた肝表面膵島移植法の検討2023

    • 著者名/発表者名
      遠藤有希子, 稲垣明子, 中村 保宏、猪村武弘, 片野匠, 鈴木翔輝, 戸子台和哲, 亀井尚, 海野倫明, 渡邊君子、田畑泰彦, 後藤昌史
    • 学会等名
      第51回日本膵・膵島移植学会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 不織布構造ゼラチン基材の導入による新規膵島移植法の開発2023

    • 著者名/発表者名
      後藤昌史, 稲垣明子, 中村保宏, 猪村武弘, 金井哲史, 齊藤竜助, 遠藤有希子, 片野 匠, 田畑泰彦, 渡邉君子
    • 学会等名
      第23回日本再生医療学会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 膵島移植2022

    • 著者名/発表者名
      後藤昌史
    • 学会等名
      日本消化器病学会第3回再生医療セミナー
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] A Gelatin Hydrogel Nonwoven Fabric Improves Outcomes of Subcutaneous Islet Transplantation2022

    • 著者名/発表者名
      金井哲史
    • 学会等名
      29th International Congress of The Transplantation Society
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 皮下膵島移植における不織布構造ゼラチン基材の前留置期間が移植結果へ及ぼす影響2022

    • 著者名/発表者名
      齊藤竜助
    • 学会等名
      第58回日本移植学会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] ラット皮下膵島移植における不織布構造ゼラチン基材の前留置が移植結果へ及ぼす影響2022

    • 著者名/発表者名
      齊藤竜助
    • 学会等名
      第48回日本臓器保存生物医学会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 不織布構造ゼラチン基材の前留置期間が皮下膵島移植のグラフト生着へ及ぼす影響に関する検討2022

    • 著者名/発表者名
      齊藤竜助
    • 学会等名
      第50回日本膵・膵島移植学会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 皮下における膵島生着環境の創出2022

    • 著者名/発表者名
      稲垣明子
    • 学会等名
      第22回日本再生医療学会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書

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公開日: 2022-04-19   更新日: 2024-12-25  

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