自己幹細胞を分化、誘導した喉頭、気管の再生

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 14370541
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 金丸 眞一 京都大学, 医学研究科, 助手 (30324643)
• 研究分担者: 田中 信三 京都大学, 医学研究科, 講師 (90163526) ; 大森 孝一 福島県立医科大学, 医学部, 教授 (10233272) ; 中村 達雄 京都大学, 再生医科学研究科, 助教授 (70227908) ; 福島 英行 財団法人田附興風会, 第4研究部, 研究員 (30144405) ; 平塚 康之 京都大学, 医学研究科, 助手 (40324636)
• キーワード: 喉頭再生 / 気管再生 / 輪状軟骨、甲状軟骨再生 / 声帯再生 / 神経再生 / 間葉系幹細胞移植 / In situ tissue engineering / マーレックスメッシュ

研究概要

本研究プロジェクトではIn situ tissue engineeringの概念に基づき、これまでに再生臓器の基本骨格としての人工材料のデザインおよびその改良を行ってきた。またそれらを用いた犬による実験では、すでに気管、輪状軟骨、甲状軟骨の部分的再生、さらには傷害された声帯の再生および反回神経の機能的再生に成功している。さらに、気管、輪状軟骨および神経再生については、すでに倫理委員会の承認を得、2002年度より京都大学医学部附属病院および医学研究所北野病院で臨床応用を開始している。
本研究プロジェクトの最終目標である喉頭全体と周辺臓器の再生の前段階として、喉頭を構成する各部位の単独再生について、臨床応用が進行中ないしは目前の段階である。
<実験段階>
幹細胞移植を前提とする研究で、人工生体材料とのコンポジット実験ですでに成功している。
声帯の再生:傷害声帯にコラーゲン内で3次元培養した間葉系幹細胞移植を行うことで、声帯の形態のみならず、その振動機能の再生までがイヌを用いた動物実験で成功
甲状軟骨および喉頭内腔:イヌによる片側甲状軟骨摘出モデルで、歯科用印象剤を用いて喉頭内腔のかたどりを行い、これを鋳型にマーレックスメッシュによる甲状軟骨部の骨格を形成し、コラーゲンスポンジとのコンポジット内に培養した間葉系幹細胞を移植し、甲状軟骨部およびその内腔面の粘膜再生に成功
<臨床応用>
人工生体材料のみを使用し、幹細胞移植を行わない研究で、現在臨床応用中である。
1)神経再生:反回神経(5例)、顔面神経(5例)、鼓索神経(7例)
このうち、反回神経1例、顔面神経1例、鼓索神経2例の機能的再生を確認している。その他の症例は術後の時間経過が短く、最終評価はまだできない。
2)喉頭枠組み:気管(2例)、気管・輪状軟骨合併再生(1例)上記の3例はいずれも枠組みおよぴ内腔面の粘膜再生まで確認している。

研究成果

• [文献書誌] Shin-ichi Kanemaru, Tatsuo Nakamura, Hishayoshi Kojima, Akhamar Magrufov, Koichi Omori, Yasuyuki Hiratsuka, Shigeru Hirano, Juichi Ito, Yasuhiko Shimizu: "Regeneration of the vocal cord using autologous mesenchymal stem cells"Ann Otol Rhinol Laryngol. 112. 915-920 (2003)
• [文献書誌] Shin-ichi Kanemaru, Tatsuo Nakamura, Hishayoshi Kojima, Koichi Omori, Yasuyuki Hiratsuka, Akhamar Magrufov, Juichi Ito, Yasuhiko Shimizu: "Recurrentlaryngeal nerve regeneration by tissue engineering"Ann Otol Rhinol Laryngol. 112. 492-498 (2003)
• [文献書誌] Sigeru Hirano, Susan Thibeault, Diane Bless, Charles Ford, O Shin-ichi Kanemaru: "Hepatocyte Growth Factor and its receptor (c-Met) in Rat and Rabbit Vocal Folds"Ann Otol Rhinol Laryngol. 111. 661-666 (2002)
• [文献書誌] Kanemaru S, Nakamura T, Kojima H, Magrufov A.A, Hiratsuka Y, S.Fukuda, Hirano S, Ito J, Shimizu Y.: "Regeneration of the vocal fold using autologous mesenchymal stem sells"J.ASAIO. 48. 191-191 (2002)
• [文献書誌] S Kanemaru, T Nakamura, H Kojima, A.A Magrufov, Y Hiratsuka, Y Shimizu, J Ito: "Regeneration of the Recurrent Laryngeal Nerve Using In Situ Tissue Engineering"Proceeding of the WCBE. 12. 303-306 (2002)
• [文献書誌] Nakamura, T: "Clinical application of nerve conduits consisting of a polyglycolic acid (PGA)-collagen composite tube filled with collagen sponge"Connective Tissue. 35. 53-57 (2003)