構造体内潅流システムによる栄養血管網付き三次元再生組織の大型化

2015 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 25293273
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 小山 博之 東京大学, 医学部附属病院, 准教授 (10241994)
• 研究分担者: 宮田 哲郎 東京大学, 医学部附属病院, 登録研究員 (70190791) ; 保科 克行 東京大学, 医学部附属病院, 講師 (90571761)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• キーワード: 人工臓器 / 再生医学 / 外科 / 細胞・組織

研究実績の概要

研究担当者らは、血管新生を誘導するマトリックス様足場材料である血管新生制御マトリックスとともに多数のスフェロイド（直径数百μの細胞集塊）を移植して移植母床から各スフェロイド間に血管網を発達させることにより、トータルとして栄養血管網付き三次元再生組織を構築する方法を提唱してきた。本研究ではスフェロイドの機能低下を回避しつつ栄養血管網を誘導する技術の開発を目指した。
１．再生組織構造体内における血管網構築実験：H26年までの研究で潅流システムだけでは再生組織構造体の宿主への生着が得られないことが示されたため、本年度は構造体内に血管内皮細胞を包埋し、予め構図体内に血管網様構造を用意しておくことにより、移植後の速やかな血管網の構築ができないかを検討した。血管新生制御マトリックスに様々な濃度で血管内皮細胞を包埋して培養することにより、培養後1日にしてマトリックス内に三次元の血管網様構造を作ることに成功した。そして、この条件で作成した構造体をヌードラットへ移植したところ、移植母床から構造体内に伸展した新生血管と血管網様構造体が速やかに連結して血管網様構造体内部に血液が流れ、実際に血管網として機能することが明らかになった。これにより再生組織への迅速な栄養網付与技術の基盤を確立することができた。
２．潅流システムを用いた再生組織構造体の大型化への試み：栄養血管網付与技術の基盤確立を受け、再生組織構造体の大型化にむけた実験を実施した。心筋スフェロイドを包埋した構造体を徐々に大型させながら心筋組織の形態変化や拍動について経時的に観察した。しかし、作成された構造体は、viabilityは保つものの時間の経過とともに収縮していくことが明らかになった。収縮に対応させ、新たな細胞ソースを追加していくことを試み、直径6mm高さ4mmの再生心筋組織を作成することに成功した。

現在までの達成度 (段落)

27年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

27年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額が生じた理由

27年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額の使用計画

27年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Inverse correlation between calcium accumulation and the expansion rate of abdominal aortic aneurysms. (2016)
  • 著者名/発表者名: Nakayama A, Morita H, Hayashi N, Nomura Y, Hoshina K, Shigematsu K, Ohtsu H, Miyata T, Komuro I.
  • 雑誌名: Circ J. 巻: 80(2) ページ: 332-339.
  • DOI: 10.1253/circj.CJ-15-1065.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Long-term results of treatment for critical limb ischemia. (2015)
  • 著者名/発表者名: Miyahara T, Suhara M, Nemoto Y, Shirasu T, Haga M, Mochizuki Y, Matsukura M, Akai T, Taniguchi R, Nemoto M, Yamamoto S, Nishiyama A, Hosaka A, Hoshina K, Okamoto H, Shigematsu K, Miyata T, Watanabe T.
  • 雑誌名: Ann Vasc Dis. 巻: 8(3) ページ: 192-197.
  • DOI: 10.3400/avd.oa.15-00074.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Adequate selection of a therapeutic site enables efficient development of collateral vessels in angiogenic treatment with bone marrow mononuclear cells. (2015)
  • 著者名/発表者名: Nemoto M, Koyama H, Nishiyama A, Shigematsu K, Miyata T, Watanabe T.
  • 雑誌名: J Am Heart Assoc 巻: 4(9) ページ: オンライン出版
  • DOI: 10.1161/JAHA.115.002287
  • 査読あり
• [雑誌論文] Paramalleolar arterial bollinger score in the era of diabetes and end-stage renal disease - Usefulness for predicting operative outcome of critical limb ischemia. (2015)
  • 著者名/発表者名: Matsukura M, Hoshina K, Shigematsu K, Miyata T, Watanabe T.
  • 雑誌名: Circ J. 巻: 80(1) ページ: 235-242.
  • DOI: 10.1253/circj.CJ-15-0704. Epub 2015 Oct 29
  • 査読あり
• [雑誌論文] Therapeutic site selection is important for the successful development of collateral vessels. (2015)
  • 著者名/発表者名: Nishiyama A, Koyama H, Miyata T, Watanabe T.
  • 雑誌名: J Vasc Surg. 巻: 62(1) ページ: 190-199.
  • DOI: 10.1016/j.jvs.2014.02.004.
  • 査読あり
• [学会発表] 立体組織再生を目指した足場材料: アテロコラーゲンをオリゴ糖酸化物で架橋した三次元培養基材の開発 (2016)
  • 著者名/発表者名: 上村 渉、望月 康晃、小山 博之、渡邉 聡明、髙戸 毅
  • 学会等名: 第15回日本再生医療学会総会
  • 発表場所: 大阪国際会議場（大阪府堺市）
  • 年月日: 2016-03-19 – 2016-03-19
• [学会発表] 立体組織再生のための足場材料: アテロコラーゲン-シクロデキストリン酸化物架橋ゲルを用いた三次元培養 (2016)
  • 著者名/発表者名: 上村 渉、望月 康晃、小山 博之、渡邉 聡明、髙戸 毅
  • 学会等名: 第15回日本再生医療学会総会
  • 発表場所: 大阪国際会議場（大阪府堺市）
  • 年月日: 2016-03-18 – 2016-03-18
• [学会発表] 急性下肢虚血に対するナノ粒子を用いた新たな治療戦略の探求 (2016)
  • 著者名/発表者名: 須原 正光、小山 博之、三浦 裕、片岡 一則、保科 克行、渡邉 聡明
  • 学会等名: 第15回日本再生医療学会総会
  • 発表場所: 大阪国際会議場（大阪府堺市）
  • 年月日: 2016-03-17 – 2016-03-17