細胞担持ナノシートと蛍光遺伝子導入を用いた新しい脂肪由来幹細胞移植法の研究

2021 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 18K09501
• 研究機関: 日本医科大学
• 研究代表者: 青木 伸峰 日本医科大学, 大学院医学研究科, 研究生 (70739797)
• 研究分担者: 清澤 智晴 防衛医科大学校(医学教育部医学科進学課程及び専門課程、動物実験施設、共同利用研究施設、病院並びに防衛, 病院 形成外科, 教授 (90221217) ; 木下 学 防衛医科大学校(医学教育部医学科進学課程及び専門課程、動物実験施設、共同利用研究施設、病院並びに防衛, 免疫・微生物学, 教授 (70531391) ; 守本 祐司 防衛医科大学校(医学教育部医学科進学課程及び専門課程、動物実験施設、共同利用研究施設、病院並びに防衛, 生理学, 教授 (10449069) ; 藤枝 俊宣 東京工業大学, 生命理工学院, 准教授 (70538735)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2022-03-31
• キーワード: 幹細胞 / ナノシート / 細胞治療

研究実績の概要

本研究の目的は、脂肪由来幹細胞(ASC)をナノシートに生着させ創面で増殖させる技術を開発して、難治性皮膚潰瘍の治療 における新しい再生医療技術の確立することである。 ナノシートは、物理的作用によりあらゆる物質表面に密着できる一方、一旦接着すれば隣接組織との癒着を起こさない特徴を有する。生分解性材料であるポリ乳酸を使用しているため、時間とともに分解され、生体内に遺残しない安全性の高い素材である。これを幹細胞移植に用いることで、周辺臓器への癒着のない、標的臓器表面のみへの細胞移植を行うことができる。 難治性皮膚潰瘍は治療抵抗性であり、皮弁術など;高度な手術手技を要することも多い。治療期間も長期化し、人的、経済的 負担は大きい。ナノシートを幹細胞移植に応用し、ASCを用いることで、細胞培養期間を短縮し、加工工程を省き、低コストに 治療効率を大きく改善する新しい幹細胞移植技術を創出できる。
ASC、ASCスフェロイドをナノシートでマウス背部皮膚潰瘍に移植したところ、創傷治癒は促進され、FGF2、EGF、VEGFの発現亢進が認められた。このASCのparacrine効果について、ナノシート群では同一移植ASC数比でより有効に創傷治癒効果促進を得られていることがわかった。これは、移植ASCおよびASCスフェロイドが目標に対し極めて近接して保持される事による効果だと考えられた。
ナノシートによる新治療の可能性と創傷治癒機序解明への新アプローチを発見することができた。

研究成果

• [雑誌論文] Angiogenic efficacy of <scp>ASC</scp> spheroids filtrated on porous nanosheets for the treatment of a diabetic skin ulcer (2021)
  • 著者名/発表者名: Suematsu Yoshitaka、Nagano Hisato、Kiyosawa Tomoharu、Takeoka Shinji、Fujie Toshinori
  • 雑誌名: Journal of Biomedical Materials Research Part B: Applied Biomaterials 巻: 110 ページ: 1245～1254
  • DOI: 10.1002/jbm.b.34995
• [雑誌論文] Enhanced cellular engraftment of adipose-derived mesenchymal stem cell spheroids by using nanosheets as scaffolds (2021)
  • 著者名/発表者名: Nagano Hisato、Suematsu Yoshitaka、Takuma Megumi、Aoki Shimpo、Satoh Ayano、Takayama Eiji、Kinoshita Manabu、Morimoto Yuji、Takeoka Shinji、Fujie Toshinori、Kiyosawa Tomoharu
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 11 ページ: 14500
  • DOI: 10.1038/s41598-021-93642-6