細胞老化制御に基づく上皮・実質・内皮幹細胞と人工実質による三次元的再生角膜の移植

2008 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 20689032
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 三村 達哉 東京大学, 医学部・附属病院, 助教 (70463867)
• キーワード: 前駆細胞 / 幹細胞 / 角膜

研究概要

本邦の角膜移植手術におけるドナー角膜不足は深刻であり、ドナー角膜を必要としない、角膜再生治療に期待がかかっている。本研究では、コラーゲン、ゼラチンを主体とした細胞外基質と角膜実質幹細胞を用いて角膜実質シートを作成し、これまでに作成した上皮幹細胞シート、内皮幹細胞シートと組み合わせることにより全層角膜を再構築し、研究期間内の臨床応用実施を目標に、動物眼での移植研究を中心に行っている。本年度はコラーゲンあるいはゼラチンを単独で家兎角膜実質内に移植し、拒絶反応の有無を確認するとともに、移植した人工実質内への細胞遊走および、長期生着性について調べた。次に、細胞外基質と角膜実質幹細胞を用いて三次元的に角膜実質を再生した。また、どの部位に組織幹細胞が局在しているが、角膜中心部、中間部、周辺部で組織幹細胞の局在を比較し、またその遺伝子発現(幹細胞マーカー : CD34、Nestin、間葉系マーカー : Vimentin、αSMA、神経系マーカー : NFM、β-Tublin、NSE、MAP2)をRT-PCRおよび免疫染色により調べた。培養角膜上皮、実質、内皮のいずれの部位からも細胞培養が可能であり、またスフェアーフォーミングアッセイ法により組織幹細胞の採取が可能であった。いずれの部位からの組織幹細胞はNestinおよびBrDUに強陽性となり、増殖能および未分化能を示した。それらのprogenyは上皮では上皮系マーカーを発現し、実質はkeratocyte用の形態を持ち、内皮はNa-Ka ATPaseに依存性のポンプ機能を有した。これらの結果は少なくともvitroの実験では、採取した細胞あるいは組織幹細胞が生体内と同様の機能および形態を保持しうることを示している。次年度はこれらの細胞を用いて、シートを作製し、動物眼に移植する研究を行う。本研究の培養角膜シート移植法はドナー角膜を必要としないため、本邦におけるドナー不足を解消できる。また大量培養をすることにより定時の手術が可能となり、患者と術者にとって、手術計画が立てやすくなる。現在角膜移植の費用は高く、更にドナー角膜が使用できない施設では輸入角膜移植を行い100万以上の移植費用が必要となるが、輸入ドナー角膜と比較した場合にも、輸送コストの削減ならびに患者の医療費の負担軽減につながることが期待される。更に、患者自身の健常眼から採取した幹細胞を用いることにより、生体適合性が高まるとともに、術後の拒絶反応を抑制することも可能となる。幹細胞を移植する方法では、通常の培養細胞よりも細胞の形態が良好で、かつ移植後の幹細胞の自己

研究成果

• [雑誌論文] Vitreous levels of interleukin-6 and vascular endothelial growth factor in macular edema with central retinal vein occlusion (2009)
  • 著者名/発表者名: Noma H, Funatsu H, Mimura T, Harino S, Hori S.
  • 雑誌名: Ophthalmology 116 ページ: 87-93
  • 査読あり
• [雑誌論文] Changes of conjunetivochalasis with age in a hospital-based study (2009)
  • 著者名/発表者名: Mimura T, Yamagami S, Usui T, Funatsu H, Mimura Y, Noma H, Honda N, Amano S.
  • 雑誌名: Am J Ophthalmol 147 ページ: 171-177
  • 査読あり
• [雑誌論文] Recent causes of subconjunctival hemorrhage (2009)
  • 著者名/発表者名: Mimura T, Usui T, Yamagami S, Funatsu H, Noma H, Honda N, Amano S.
  • 雑誌名: Ophthalmologica (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Association of vitreous inflammatory factors with diabetic macular edema. (2009)
  • 著者名/発表者名: Funatsu H, Noma H, Mimura T, Eguchi S, Hori S.
  • 雑誌名: Ophthalmology 116 ページ: 73-9
  • 査読あり
• [雑誌論文] Primary orbital lymphomatoid granulomatosis (2009)
  • 著者名/発表者名: Araki F, Mimura T, Fukuoka S, Tsuji H, Izutsu K., Yamamoto H, Takazawa Y, Kojima T.
  • 雑誌名: Br J Ophthalmol (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of MT1-MMP deficiency and overexpression in corneal Keratocytes on vascular endothelial cell migration and proliferation (2009)
  • 著者名/発表者名: Azar DT, Fabio C, Mimura T, Jain S, Chang JH.
  • 雑誌名: Curr Eye Res. 33 ページ: 954-62
  • 査読あり
• [雑誌論文] Increase of vascular endothelial growth factor and interleukin-6 in the aqueous humour of patients with macular oedema and central retinal vein occlusion (2009)
  • 著者名/発表者名: Noma H, Funatsu H, Mimura T, Harino S, Sone T, Hori S.
  • 雑誌名: Acta Ophthalmologica (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Macular Microcirculation and Macular Oedema in Branch Retinal Vein Occlusion. (2009)
  • 著者名/発表者名: Noma H, Funatsu H, Sakata K, Harino S. Nagaoka T, Mimura T, Sone T, Hori. S.
  • 雑誌名: Br J Ophthalmol Epub ahead of print
  • 査読あり
• [雑誌論文] Location and extent of subconjunctival hemorrhage (2009)
  • 著者名/発表者名: Mimura T, Yamagami S, Usui T, Funatsu H, Noma H, Honda N, Fukuoka S, Hotta H, Amano
  • 雑誌名: Ophthalmologica (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Conjunctivochalasis and contact lenses (2009)
  • 著者名/発表者名: Mimura T, Usui T, Yamamoto H, Yamagami S, Funatsu H, Noma H, Honda N, Fukuoka S, Amano S.
  • 雑誌名: Am J Ophthalmol (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Subconjunctival hemorrhage and conjunctivochalasis. (2009)
  • 著者名/発表者名: Mimura T, Usui T, Yamagami S, Funatsu H, Noma H, Honda N, Fukuoka S, Shirakawa R, Hotta H, Amano S.
  • 雑誌名: Ophthalmology (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Isolation and distribution of rabbit keratocyte precursors (2008)
  • 著者名/発表者名: Mimura T, Amano S, Yokoo S, Uchida S, Usui T, Yamagami S.
  • 雑誌名: Mol Vision 14 ページ: 197-203
  • 査読あり
• [雑誌論文] Macular microcirculation in hypertensive patients with and without branch retinal (2008)
  • 著者名/発表者名: Noma H, Funatsu H, Sakata K, Harino S, Mimura T, Hori S.
  • 雑誌名: Acta Ophthalmol (Epub ahead)
  • 査読あり
• [雑誌論文] In vivo confocal microscopy of human cornea covered with human amniotic membra (2008)
  • 著者名/発表者名: Mimura T, Yamagami S, Usui T, Honda N, Araki F, Amano S.
  • 雑誌名: Jpn J Ophthalmol 2 ページ: 493-6
  • 査読あり
• [雑誌論文] Changes in vascular endothelial growth factor in the vitreous cavity after vitrectomy for macular oedema secondary to retinal vein occlusion (2008)
  • 著者名/発表者名: Noma H, Funatsu H, Mimura T, Hori S.
  • 雑誌名: Eur J Ophthalmol 8 ページ: 1017-9
  • 査読あり
• [雑誌論文] Association between serum lipoprotein (a)level and progression of non-proliferative diabetic retinopathy in Type 2 diabetes (2008)
  • 著者名/発表者名: Funatsu H, Shimizu E, Noma H, Mimura T, Hori S
  • 雑誌名: Acta Ophthalmol Epub ahead of print
  • 査読あり
• [雑誌論文] Changes in foveal thickness after vitrectomy for macular edema with branch retinal vein occlusion and intravitreal vascular endothelial growth factor (2008)
  • 著者名/発表者名: Yamasaki M, Noma H, Funatsu H, Minamoto A, Mimura T, Shimada K, Yamashita H, Kiuchi Y.
  • 雑誌名: Int Ophthalmol Epub ahead of print
  • 査読あり
• [雑誌論文] In vivo confocal microscopy of hereditary sensory and autonomic neuropathy (2008)
  • 著者名/発表者名: Mimura T, Amano S, Fukuoka S, Honda N, Arita R, Ochiai M, Yanagisawa M, Usui T, Ono K, Araki F, Yamagami S, Araie M, Awaya Y.
  • 雑誌名: Curr Eye Res 33 ページ: 940-5
  • 査読あり
• [雑誌論文] Tissue Engineering of Corneal Stroma with Rabbit Fibroblast Precursors and Gelatin Hydrogels (2008)
  • 著者名/発表者名: Mimura T, Amano S, Yokoo S, Uchida S, Yamagami S, Usui T, Kimura Y, Tabata Y.
  • 雑誌名: Mol Vis. 14 ページ: 1819-28
  • 査読あり
• [学会発表] (2008)
  • 学会等名: ARVO 2008
  • 発表場所: フロリダアメリカ合衆国
  • 年月日: 2008-05-01
• [図書] Current Concepts, Classification and History of Refractive Surgery. Yanoff & Duker Ophthaln (2008)
  • 著者名/発表者名: Mimura T,Azar DT.
  • 総ページ数: 107-118
  • 出版者: Mosby