脱細胞化した気管・気管支を足場とした気管・気管支再生に関する研究

2016 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 26462707
• 研究機関: 地方独立行政法人大阪府立病院機構大阪府立母子保健総合医療センター(研究所)
• 研究代表者: 臼井 規朗 地方独立行政法人大阪府立病院機構大阪府立母子保健総合医療センター(研究所), その他部局等, 小児外科主任部長 (30273626)
• 研究分担者: 梅田 聡 大阪大学, 医学部附属病院, 医員 (60715176) ; 奥山 宏臣 大阪大学, 医学系研究科, 教授 (30252670) ; 奈良 啓悟 地方独立行政法人大阪府立病院機構大阪府立母子保健総合医療センター(研究所), その他部局等, 小児外科・副部長 (00432477) [辞退] ; 上原 秀一郎 地方独立行政法人大阪市民病院機構大阪市立総合医療センター(臨床研究センター), 臨床研究センター, 医長 (00448060) [辞退] ; 上野 豪久 大阪大学, 医学系研究科, 講師 (10456957) ; 田附 裕子 大阪大学, 医学系研究科, 准教授 (10397698)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• キーワード: 気管軟骨 / 再生医療 / 脱細胞化

研究実績の概要

本研究課題では、実験動物において気管・気管支を脱細胞化し、この足場を生体内に同所性移植することによって、生体内でどのように再細胞化されるのかについての検証を行った。
9週齢オスのSDラットの気管を摘出し、4％sodium deoxycholateとDNase I solutionを用いて脱細胞化を行った。得られた足場について組織学的評価を行った後に、レオメーターを用いて同週齢の正常気管と管腔径保持力の比較実験を行った。次いで、8週齢オスのSDラットにこの脱細胞化気管を同所性に移植した（n=9）。その後、気管支鏡検査を行い、移植4週間後に犠死させ、気管を摘出し、組織学的検討を行った。
HE染色およびHoechst33342染色の結果から、作成した脱細胞化気管において細胞成分が完全に除去されていることを確認した。Safranin-O染色では、軟骨基質グリコサミノグリカンが温存されていることを確認した。足場の強度試験では、脱細胞化気管の管腔径保持力は、正常気管と比べて1/6程度に減少していた。同所性移植を行った9匹のうち2匹が経過観察中に死亡し、4週後の生存率は78％（7/9）であった。気管支鏡所見では、移植片内腔の狭小化を認めた。移植後のHE染色では、足場内腔に線毛を伴う上皮細胞の再生を認め、免疫組織化学染色では、足場内腔に線毛上皮細胞のマーカーであるβ-tubulinおよび杯細胞のマーカーであるMucin5AC陽性の細胞が認められた。一方で、軟骨細胞の再細胞化は認められなかった。
術後1カ月の組織学的所見として、線毛を伴う円柱上皮は吻合部を介して足場内に再生するが、軟骨細胞の再生は得られなかった。脱細胞化法の変更や、再細胞化を促す因子の添加等の方法が必要である可能性が示唆された。

研究成果

• [雑誌論文] Enhanced Pulmonary Vascular and Alveolar Development via Prenatal Administration of a Slow-release Synthetic Prostacyclin Agonist in Rat Fetal Lung Hypoplasia. (2016)
  • 著者名/発表者名: Satoshi Umeda, Shigeru Miyagawa, Satsuki Fukushima, Noriko Oda, Atsuhiro Saito, Yoshiki Sakai, Yoshiki Sawa, Hiroomi Okuyama.
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 11(8) ページ: e0161334
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0161334
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] ラット同所性気管移植モデルを用いた脱細胞化気管の生体内における再細胞化の検討 (2016)
  • 著者名/発表者名: 梅田 聡他
  • 学会等名: 第53回日本小児外科学会学術集会
  • 発表場所: ヒルトン福岡シーホーク
  • 年月日: 2016-05-24 – 2016-05-26