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実用化が困難な径5㎜以下の小口径人工血管開発への組織工学的なアプローチとして、自己の結合組織から作製される自家移植用小口径代用血管「バイオチューブ」の開発を進めている。バイオチューブは移植後数ヵ月で自己組織化し血管壁再構築が認められたが、自己組織化するまでの数ヵ月間は血栓閉塞の危険性があり、より迅速な血管壁再構築を誘導する技術が必要である。本研究では、バイオチューブに内皮や平滑筋細胞の前駆細胞を含む細胞群である間葉系幹細胞を導入することで移植後バイオチューブの早期血管組織への再構築化を達成することを目的とする。
緑色蛍光タンパク質(Green fluorescest protein; GFP)組み替えLewisラットの皮下脂肪から分離した脂肪由来間質系幹細胞(Adipose-derived stromal cells; ADSCs)を特異荷電培養皿に播種しADSCs凝集体を作製した。次にGFP陰性Lewisラットの皮下にシリコーン円柱基材(径1.5mm、長さ20mm)を4週間埋入し、周囲に形成されたカプセル化組織を摘出、基材を抜去することでバイオチューブを得た。得られたバイオチューブをラット腹部大動脈へ自家移植し、
移植直後のバイオチューブ外表面にGFP組み替えラットから得られたADSCs凝集体を貼付け閉腹した。コントロールとしてADSCs凝集体の貼付けを行わないモデルを作製した。
移植後2週後に摘出したところADSCs凝集体由来のGFP陽性細胞がバイオチューブの全周を被服するとともに壁内部にも浸潤、内腔面まで到達していた。これまで移植後数ヵ月かかっていたバイオチューブの自己組織化が、本方法を用いることで数週間に短縮されていることがわかった。ADSCs凝集体由来の細胞が直接的にバイオチューブの内皮化に寄与していることが示唆され、コントロール群に比べてバイオチューブの組織再構築化期間が短縮されると期待された。
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