組織工学の手法を用いた新しい気道再建法の研究

2011 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 21249074
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 中村 達雄 京都大学, 再生医科学研究所, 准教授 (70227908)
• キーワード: iPS / 複合材料 / 胸部外科 / 人工気管 / コラーゲン / 再生医学 / ビーグル犬 / 代用気管

研究概要

本研究はこれまで我々が開発してきた自己組織再生型人工複合材斜を用いて胸部外科領域の臨床で安全に使用し得る代用気管を開発することを目的とした。
気管は気道という外界と生体との接点に位置するため、感染や疾の貯留などきわめて厳しい条件下に置かれる。このため1940年代から始まった人工物による気管の再建研究に於いても、臨床に安全に使い得る人工気管は世界的にも皆無であった。我々は生体親和性の高いコラーゲンと人工材料をグラフト重合させた上にコラーゲンをコーティングしたコンポジットを用いて代用気管を作製し、動物実験において有用性・安全性を確認してきた。その結果2002年より京都大学医学部倫理委員会の審査を経て、現在までにすでに京都大学医学部附属病院ならびに福島県立医科大学病院において20例以上の患者に使用して良好な結果を得ている。しかしながらいずれも耳鼻科領域の頸部気管の再建であり、胸部外科領域の再建で安全に使える人工気管の改良を行いたいと考えた。
本研究においては平成21年度にコラーゲン部分の改良で代用気管の生体親和性の向上と改良を行い胸部外科領域での置換に耐え得る代用気管の完成を目指すとともに、上皮化の促進のために組織幹細胞の応用を、そして将来の適応拡大も視野に入れてiPS細胞の応用も検討した。
臨床での需要の多い左主気管支の置換モデルの実用化と分岐部・長区間の置換用の人工気管の開発行った。さらに細胞導入をして成績の向上をめざす、そのため動物実験による安全性の確認を行った。
大型実験動物のiPS細胞作製に関しては、当初予想していたよりも作製が困難であり、胎児由来細胞からのiPS細胞が樹立できたものの、成育個体からの樹立には至っていない。今後の課題として、この点が重要であることが明らかになった。

研究成果

• [雑誌論文] Accelerated generation of human induced pluripotent stem cells with retroviral transduction and chemical inhibitors under physiological hypoxia (2012)
  • 著者名/発表者名: Shimada, H., Hashimoto, Y., Nakada, A., Shigeno, K., Nakamura, T.
  • 雑誌名: BBRC 巻: 417 ページ: 659-664
  • DOI: DOI:10.1016/j.bbrc.2011.11.111
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fluid overload deteriorate the chylothorax (2012)
  • 著者名/発表者名: Honda, M.
  • 雑誌名: Diseases of the Esophagus 巻: 25 ページ: 269-272
  • DOI: 10.1111/j.1442-2050.2011.01237.x
  • 査読あり
• [雑誌論文] Transforming Growth Factor β3 for the prevention of vocal fold scarring (2012)
  • 著者名/発表者名: Ohno, S.
  • 雑誌名: Laryngoscope 巻: 122 ページ: 583-589
  • DOI: 10.1002/lary.22389
  • 査読あり
• [雑誌論文] Reduction of air leaks in a canine model of pulmonary resection with a new staple-line buttress (2011)
  • 著者名/発表者名: Hashimoto, A., Kuwabara, M., Hirasaki, Y., Tsujimoto, H., Torii, T., Nakamura, T., Hagiwara, A.
  • 雑誌名: J Thorac Cardiovasc Surg 巻: 142 ページ: 366-371
  • DOI: DOI:10.1016/j.jtcvs.2011.05.001
  • 査読あり
• [雑誌論文] The protective efficacy of basic fibroblast growth factor in radiation-induced salivary gland dysfunction in mice (2011)
  • 著者名/発表者名: Kojima, T., Kanemaru, S., Hirano, S., Tateya, I., Suehiro, A., Kitani, Y., Kishimoto, Y., Ohno, S., Nakamura, T., Ito, J.
  • 雑誌名: Laryngoscope 巻: 121 ページ: 1870-1875
  • DOI: DOI:10.1002/lary.21873
  • 査読あり
• [雑誌論文] Regeneration of radiation damaged salivary glands with adipose-derived stromal cells (2011)
  • 著者名/発表者名: Kojima, T., Kanemaru, S., Hirano, S., Tateya, I., Ohno, S., Nakamura, T., Ito, J.
  • 雑誌名: Laryngoscope 巻: 121 ページ: 1864-1869
  • DOI: DOI:10.1002/lary.22080
  • 査読あり
• [雑誌論文] Feasibility study of corticosteroid treatment for esophageal ulcer after EMR in a canine model (2011)
  • 著者名/発表者名: Honda, M., Nakamura, T., Hori, Y., Shionoya, Y., Yamamoto, K., Nishizawa, Y., Kojima, F., Shigeno, K.
  • 雑誌名: Journal of Gastroenterology 巻: 46 ページ: 866-872
  • DOI: DOI:10.1007/s00535-011-0400-3
  • 査読あり
• [雑誌論文] Implantation of an atelocollagen sponge with autologous bone marrow-derived mesenchymal stromal cells for treatment of vocal fold scarring in a canine model (2011)
  • 著者名/発表者名: Ohno, S., Hirano, S., Kanemaru, S., Kitani, Y., Kojima, T., Tateya, I. Nakamura, T., Ito, J.
  • 雑誌名: Ann Otol Rhinol Laryngol 巻: 120 ページ: 401-408
  • URL: http://search.proquest.com/docview/902095273/136F778BB261405ED68/1?accountid=11929
  • 査読あり
• [雑誌論文] Tissue-engineered airway and "in situ tissue engineering" (2011)
  • 著者名/発表者名: Nakamura, T., Omori, K., Kanemaru, S.
  • 雑誌名: Gen Thorac Cardiovasc Surg 巻: 59 ページ: 91-97
  • DOI: DOI:10.1007/s11748-010-0677-9
  • 査読あり
• [雑誌論文] 肺における再生医療 (2011)
  • 著者名/発表者名: 中村達雄
  • 雑誌名: Clinical Engineering 巻: 22 ページ: 32-36
• [雑誌論文] Management of vocal fold lesions in difficult laryngeal exposure patients in phonomicrosurgery (2011)
  • 著者名/発表者名: Ohno, S.
  • 雑誌名: Auris Nasus Larynx 巻: 38 ページ: 373-380
  • DOI: 10.1016/j.anl.2010.10.006
  • 査読あり
• [雑誌論文] Prevention of buccal mucosa scarring with transforming growth factor β3 (2011)
  • 著者名/発表者名: Ohno, S.
  • 雑誌名: Laryngoscope 巻: 121 ページ: 1404-1409
  • DOI: 10.1002/lary.21759
  • 査読あり
• [雑誌論文] Use of adipose-derived stromal cells for prevention of esophageal stricture after circumferential EMR in a canine model (2011)
  • 著者名/発表者名: Honda, M.
  • 雑誌名: Gastrointestinal Endoscopy 巻: 73 ページ: 777-784
  • DOI: 10.1016/j.gie.2010.11.008
  • 査読あり
• [雑誌論文] Meta-analysis of therapeutic procedures for acquired subglottic stenosis in adults (2011)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto, K.
  • 雑誌名: Ann Thorac Surg 巻: 91 ページ: 1747-1753
  • DOI: 10.1016/j.athoracsur.2011.02.071
  • 査読あり
• [雑誌論文] Total cricoidectomy and laryngotracheal reconstruction for subglottic stenosis with glottic involvement (2011)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto, K.
  • 雑誌名: Interact Cardiovasc Thorac Surg 巻: 13 ページ: 351-353
  • DOI: 10.1510/icvts.2011.274357
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of a novel antiadhesive material, alginate flakes, ex vivo and in vivo (2011)
  • 著者名/発表者名: Hirasaki, Y.
  • 雑誌名: Surg today 巻: 41 ページ: 970-977
  • DOI: 10.1007/s00595-010-4410-1
  • 査読あり
• [学会発表] ステッピングモータによる臓器硬さ自動計測システムの開発 (2011)
  • 著者名/発表者名: 西尾建佑、河合俊和、西澤祐吏、中村達雄
  • 学会等名: 日本コンピュータ外科学
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 20111122-24
• [学会発表] Utility of a Slightly Modified Collagen Scaffold (2011)
  • 著者名/発表者名: Nakada, A.
  • 学会等名: Bio Japan 2011 World Business Forum
  • 発表場所: Yokohama(招待講演)
  • 年月日: 20111005-20111007
• [学会発表] Measurement method for internal organs elasticity from stepout phenomenon of stepper motor (2011)
  • 著者名/発表者名: Kawai, T.
  • 学会等名: Int J CARS Computer Assist Radiol Surg
  • 発表場所: Berlin(ドイツ)
  • 年月日: 20110622-20110625
• [学会発表] イヌiPS細胞から神経堤細胞への分化誘導 (2011)
  • 著者名/発表者名: 島田英徳
  • 学会等名: 第十回日本再生医療学会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 20110301-20110302
• [学会発表] 肛門機能の再生に関する研究 (2011)
  • 著者名/発表者名: 西澤祐吏
  • 学会等名: 2011年度京都大学再生研若手発表会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2011-12-26
• [学会発表] 内視鏡下手術支援ロボットLODEMを用いた腹腔鏡下手術コンセプト (2011)
  • 著者名/発表者名: 西澤祐吏、中村達雄、河合俊和、橋田淳、申明奎
  • 学会等名: 日本内視鏡外科学会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2011-12-07
• [学会発表] Transforming Growth Factor beta3 for the prevention of vocal fold scarring (2011)
  • 著者名/発表者名: Ohno, S.
  • 学会等名: The Voice Foundation's 40th Annual Symposium : Care of the Professional Voice
  • 発表場所: Philadelphia (USA)
  • 年月日: 2011-06-02
• [学会発表] アテロコラーゲンスポンジを足場材料とした骨髄由来間葉系幹細胞移植による瘢痕声帯治療 (2011)
  • 著者名/発表者名: 大野覚
  • 学会等名: 第112回日本耳鼻咽喉科学会総会・学術講演会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2011-05-20
• [学会発表] Implantation of an Atelocollagen Sponge with Bone Marrow-Derived Stromal Cells for the Treatment of Vocal Fold Scarring (2011)
  • 著者名/発表者名: Ohno, S.
  • 学会等名: The 91st Annual Meeting of The American Broncho-EsophagologicalAssociation
  • 発表場所: Chicago (USA)
  • 年月日: 2011-04-28
• [学会発表] 生体内再生(in situ Tissue Engineering)と末梢神経の再生医療 (2011)
  • 著者名/発表者名: 中村達雄
  • 学会等名: 第11回長崎障害者支援再生医療研究会
  • 発表場所: 長崎
  • 年月日: 2011-04-26
• [学会発表] Transforming Growth Factor β3による瘢痕声帯の予防 (2011)
  • 著者名/発表者名: 大野覚
  • 学会等名: 第23回日本喉頭科学会総会・学術講演会
  • 発表場所: 旭川
  • 年月日: 2011-04-22
• [学会発表] 組織工学的手法を用いた瘢痕声帯治療:骨髄由来間葉系幹細胞とアテロコラーゲンスポンジの有用性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 大野覚
  • 学会等名: 第18回京都耳鼻咽喉科研究会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2011-04-02
• [備考]
  • URL: http://www.frontier.kyoto-u.ac.jp/ca04/index.html