生体内組織工学技術による結合組織膜を用いた先天性心疾患に対する肺動脈拡大術の試み

2021 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 19H03742
• 研究機関: 京都府立医科大学
• 研究代表者: 山南 将志 京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 特任助教 (30438204)
• 研究分担者: 坂井 修 京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 特任助教 (10298432) ; 渡辺 太治 京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 特任助教 (20448723) ; 山岸 正明 京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 准教授 (40182422) ; 夜久 均 京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (50295648) ; 井上 知也 京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 客員講師 (50405289) ; 田中 秀央 京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (60236619) ; 神田 圭一 京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 准教授 (60295649) ; 田地川 勉 関西大学, システム理工学部, 准教授 (80351500) ; 上 大介 京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 講師 (80415588) ; 五條 理志 京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (90316745)
• 研究期間 (年度): 2019-04-01 – 2024-03-31
• キーワード: 生体内組織工学 / 先天性心疾患 / 結合組織 / 再生医療 / 血管移植片 / 同種移植

研究実績の概要

生体適合性を有し、抗血栓性に優れ、成長の可能性が期待できるような理想的な血管補填物の開発が望まれている。近年は組織工学的なアプローチが広く行われており、我々は生体内組織工学技術により患者の皮下で容易にかつ安全に作製できる自己結合組織からなる代用血管の開発を行い、本技術を先天性心疾患を有する患児への肺動脈パッチ拡大術へ臨床応用し良好な経過を報告した。本研究の目的は本技術の臨床応用をさらに推進させ、移植後長期に渡る安全性や成長可能性を確認することである。
一方で小児においては移植片を作製するために基材を埋入する皮膚の面積が限られてしまうことや、心疾患による低栄養などの理由で良好な結合組織膜が形成されない可能性が危惧される。このため自家移植だけでなく、健康な親の皮下で移植片を作製し患児へ移植するという同種移植のオプションについての基礎研究も行う。
これまでに肺動脈拡張パッチ臨床応用を数例実施しており、術後経過は良好である。今後さらに長期の経過観察を行う予定である。
基礎実験においては同種由来の結合組織膜を移植するという目的のため、作製された結合組織膜の抗原性を除去する必要がある。本研究では抗原性除去の手段として界面活性剤による脱細胞化技術を用いることとした。脱細胞化条件の最適化を行うために界面活性剤の処理時間や振盪方法などの条件を割り振り、ビーグル犬皮下で作製した結合組織膜を脱細胞化処理しDNA定量を行った。界面活性剤の振盪方法を工夫することで、より短時間での脱細胞処理が可能となった。
今年度は次の段階の動物移植実験へ研究を進めていく方針である。

現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

本研究の目的の一つである臨床応用をさらに進めていくことについては、これまでに数例の臨床応用を達成できており、術後経過も良好で長期の経過観察も行えていることから、研究は概ね順調に進展していると言える。
ただ、もう一つの目的である基礎研究については、COVID-19の感染拡大に伴う緊急事態宣言などの影響で、共同研究施設との打ち合わせや共同実験などが行えず、一時的に研究そのものを中断せざるを得ない状況が続いたため、研究としては当初の予定より遅れている状態であるものの、脱細胞化処理の最適化については概ね達成しつつあるといえる。
本年度は脱細胞化処理結合組織膜をビーグル犬頚動脈へパッチ移植し、研究を進めていく予定である。

今後の研究の推進方策

臨床応用については今後も症例を重ねつつ、これまで実施した症例の経過観察を注意深く行い、当初の計画に従って研究を進めていく予定である。
基礎研究においては、脱細胞処理化の最適化が達成しつつあり、動物移植実験へつなげていく予定である。動物移植実験後は超音波検査にて形態学的評価を行い、所定期間後に移植片を摘出して組織学的評価も行う。

研究成果

• [雑誌論文] Genetically Modified Cell Transplantation Through Macroencapsulated Spheroids with Scaffolds to Treat Fabry Disease (2021)
  • 著者名/発表者名: Kami Daisuke、Suzuki Yosuke、Yamanami Masashi、Tsukimura Takahiro、Togawa Tadayasu、Sakuraba Hitoshi、Gojo Satoshi
  • 雑誌名: Cell Transplantation 巻: 30 ページ: 1～13
  • DOI: 10.1177/09636897211060269
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] A tissue‐engineered, decellularized, connective tissue membrane for allogeneic arterial patch implantation (2021)
  • 著者名/発表者名: Yamanami Masashi、Kanda Keiichi、Morimoto Kazuki、Inoue Tomoya、Watanabe Taiji、Sakai Osamu、Kami Daisuke、Gojo Satoshi、Yaku Hitoshi
  • 雑誌名: Artificial Organs 巻: 46 ページ: 633～642
  • DOI: 10.1111/aor.14102
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Stenotic Pulmonary Artery Reconstruction Using in vivo Tissue Engineered Vascular Grafts (2021)
  • 著者名/発表者名: Yoshinobu Maeda, Masaaki Yamagishi, Satoshi Asada, Hisayuki Hongu, Eijiro Yamashita, Hiroki Nakatsuji, Takashi Nagase, Rie Nakai, Keiichi Kanda, Tomoya Inoue, Masashi Yamanami, Hitoshi Yaku
  • 学会等名: American Heart Association Scientific Sessions 2021
  • 国際学会