| 研究課題/領域番号 |
21K08820
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| 研究機関 | 名古屋大学 |
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研究代表者 |
緒方 藍歌 名古屋大学, 医学系研究科, 特任講師 (70718311)
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| 研究分担者 |
原 光生 名古屋大学, 工学研究科, 助教 (10631971)
宇都 甲一郎 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 国際ナノアーキテクトニクス研究拠点, 独立研究者 (30597034)
加藤 竜司 名古屋大学, 創薬科学研究科, 准教授 (50377884)
成田 裕司 名古屋大学, 医学部附属病院, 講師 (60378221)
蟹江 慧 近畿大学, 工学部, 准教授 (80636407)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| キーワード | 癒着 / 心膜 / 生体吸収性ポリマー / ペプチド |
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| 研究実績の概要 |
心臓血管外科手術では、手技の複雑化やステージ手術等の増加に伴い、再手術症例が増加している。再手術時には心臓は周辺組織と癒着しており、癒着剥離操作は、手術手技の難易度を上げるだけでなく、剥離時の臓器損傷が致命的出血性合併症を招くことがある。また癒着は術後拡張障害を惹起し、HFpEFといった心不全の原因となる。現在臨床で使用されている人工心膜（ePTFE）は、開胸時に臓器損傷を回避する物理的遮蔽の役割は果たすが、癒着防止能力に乏しい。また、非吸収性材料のため体内に遺残して繊維化したり、感染の温床となりうる。正常心膜では、単層中皮細胞から分泌される滑液（心嚢液）が、臓器同士の摩擦を軽減し、癒着病態の中心であるフィブリン形成を防止する役割を持つ。従って、心膜組織を再生させることで癒着防止に寄与するであろうと考えた。本研究では、生体吸収性ポリマーに心膜構成細胞の機能を制御するペプチドを化学修飾した、自己心膜再生を促す「再生型癒着防止人工心膜」を開発し、その有用性を検討する。
P(CL-DLLA)は、非特異的に細胞が接着してしまうため、中皮細胞を接着させて線維芽細胞は接着を抑制させるようなポリマー表面構造改質が必要である。そこで本年度では、材料表面構造の設計をおこなった。材料表面の物理化学的特性（疎水性や電荷など）が細胞に影響を与えることがわかっているが、どのような特性がどのように影響するかは不明である。3残基アミノから作成した短鎖ペプチドを材料表面に修飾し、固定化ペプチドアレイを作成した。固定化ペプチドアレイ上で培養した細胞は細胞接着や細胞伸展、ミトコンドリア活性に影響したことから、材料表面構造の物理化学的特性は特定細胞に対し重要な要素であることが分かった。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
ペプチド修飾のためのポリマー基材表面を改質する新たな方法の確立として3残基アミノ酸配列をもつ短鎖ペプチドが有用であることがわかった。そのため、当初の計画の通りに概ね進展していると判断した。
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| 今後の研究の推進方策 |
次年度では、動物実験検討を行う。ウサギ癒着モデルを用い、ペプチドなし、またはペプチド修飾したシートを、切開した心膜に縫着する。比較対照群は、1.ペプチドなしシート群、2.ペプチド修飾シート群、３.ePTFE群、4.control群（何も縫着しない）の4群とする。2週および24週後に心エコーで左室拡張機能評価(E/A, E/e’など)を行う。再開胸し、スコア法（1点:癒着なし、2点:わずかな癒着、3点:中程度癒着、4点:重度癒着、5点：剥離不能）にて癒着評価を行う。また、組織学的評価(HE染色、Cytokeratin, Vimentin, HBME-1, α-SMA免疫染色)を行う。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
本年度はペプチド修飾と細胞接着条件検討を主体に行なってきたが、初年度に購入した試験試薬や受託合成ポリマーを使用したため、当初計上した物品費に比べ使用額に差が生じた。また、成果発表 や学会参加のための旅費を計上していたが、web開催となったため使用額に差が生じた。次年度では、動物実験も行うため、試験試薬などの物品費、動物購入費、実験動物施設利用費として使用する予定である。また、国内外での学会発表のための旅費や、成果報告として論文の外国語校閲や投稿料として使用する。
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