免疫抑制剤の投与を必要としない究極の移植医療を確立するための基盤構築

2021 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 18H04056
• 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) ; 村山 和隆 東北大学, 医工学研究科, 准教授 (40400452) ; 木村 睦 信州大学, 学術研究院繊維学系, 教授 (60273075)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2022-03-31
• キーワード: 細胞デバイス / 膵島移植 / 肝細胞移植

研究実績の概要

本年度は、まず昨年度の検証で高い有効性が明らかとなった不織布構造ゼラチン基材(GHNF)の皮下前処置法の至適化をマウスモデルで実施した。皮下前処置期間を2週、4週、6週、8週とした各群に対し、マージナル量の同種同系皮下膵島移植を実施したところ、6週群の成績が他群よりも有意に良好である事が明らかとなり、その機序として新生血管の増強及び細胞外マトリックスの補填のバランスが前留置後6週間で最大となる事が判明した。次に昨年度までの本研究で有効な皮下前処置法である事が判明している脂肪組織由来間葉系幹細胞(ADSC)前留置とGHNF前留置の相乗作用について検証を行い、両者を組みわせる事でその効果は相乗作用を発揮し、皮下膵島移植の成績を現行の標準法である門脈移植以上へ押し上げる事が明らかとなった。また、当初の実験計画には組まれていなかったものの、これらの成果の実用化を鑑み、ADSC及びGHNFをマーモセットの皮下へ前留置し、そこへ初年度に至適化済みの免疫隔離細胞デバイスに包埋したラット膵島を移植しグラフトの糖負荷試験を実施したところ、前処置群においてグラフト残存率が高まる事が判明したが、グルコース応答性の維持にはまだ更なる改良が必要である事が示唆された。上記と並行し、本年度は開発細胞デバイスと皮下前処置法を肝細胞移植モデルにも適用し、膵島移植の場合と同様に免疫隔離能やアルブミン透過性を確認する事ができたが、肝細胞は膵島細胞に比し虚血障害に極めて脆弱であるため、多くの移植肝細胞が細胞デバイス内で壊死を引き起こす事が判明した。開発細胞デバイスを肝細胞移植へ応用するには、虚血障害に対する有効な対策が必須である事が示唆された。

現在までの達成度 (段落)

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Mesenchymal stem cells secretions enhanced ATP generation on isolated islets during transplantation (2022)
  • 著者名/発表者名: Teratani T, Kasahara N, Fujimoto Y, Sakuma Y, Miki A, Goto M, Sata N, Kitayama J
  • 雑誌名: Islets 巻: 14 ページ: 69-81
  • DOI: 10.1080/19382014.2021.2022423.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Distribution of amniotic epithelial cells after intraportal infusion in a rat model (2022)
  • 著者名/発表者名: Tanaka M, Tokodai K, Sato M, Yamada S, Okita H, Ito T, Saito M, Hoshiai T, Miyagi S, Miki T, Unno M, Kamei T, Goto M
  • 雑誌名: Transplantation Proceedings 巻: - ページ: -
  • DOI: 10.1016/j.transproceed.2021.09.077.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Short-term inhalation of isoflurane improves the outcomes of intraportal hepatocyte transplantation (2022)
  • 著者名/発表者名: Nishimaki H, Saitoh Y, Inagaki A, Nakamura Y, Imura T, Fathi I, Yamana H, Ohashi K, Miyagi S, Kamei T, Unno M, Goto M
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 12 ページ: 4241
  • DOI: 10.1038/s41598-022-08237-6.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] KRP-203 is a Desirable Immunomodulator for Islet Allotransplantation (2021)
  • 著者名/発表者名: Fathi I, Nishimura R, Imura T, Inagaki A, Kanai N, Ushiyama A, Kikuchi M, Maekawa M, Yamaguchi H, Goto M
  • 雑誌名: Transplantation 巻: - ページ: -
  • DOI: 10.1097/TP.0000000000003870
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Optimization of dye solutions for detecting damaged pancreatic tissues during islet isolation procedures (2021)
  • 著者名/発表者名: Imura T, Inagaki A, Igarashi Y, Goto M
  • 雑誌名: PLOS ONE 巻: 16 ページ: e0255733
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0255733. eCollection 2021.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Preferable transplant site for hepatocyte transplantation in a rat model (2021)
  • 著者名/発表者名: Ogasawara H, Inagaki A, Fathi I, Imura T, Yamana H, Saitoh Y, Matsumura M, Fukuoka K, Miyagi S, Nakamura Y, Ohashi K, Unno M, Kamei T, Goto M
  • 雑誌名: Cell Transplantation 巻: Jan-Dec 30 ページ: -
  • DOI: 10.1177/09636897211040012.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Decellularized whole-organ pre-vascularization: A novel approach for organogenesis (2021)
  • 著者名/発表者名: Fathi I, Imura T, Inagaki A, Nakamura Y, Nabawi A, Goto M
  • 雑誌名: Frontiers in Bioengineering and Biotechnology 巻: 9 ページ: 756755
  • DOI: 10.3389/fbioe.2021.756755. eCollection 2021.
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] 膵島移植 (2021)
  • 著者名/発表者名: 後藤昌史
  • 学会等名: 日本消化器病学会第2回再生医療セミナー
  • 招待講演
• [学会発表] 幹細胞移植や異種移植などの膵島移植代用治療を促進する細胞デバイスの開発 (2021)
  • 著者名/発表者名: 後藤昌史
  • 学会等名: 第49回日本膵・膵島移植学会
• [学会発表] 膵島移植と再生医療のクロストーク (2021)
  • 著者名/発表者名: 後藤昌史
  • 学会等名: 第21回日本再生医療学会
  • 招待講演