自己幹細胞を用いた自己組織再生誘導型バイオ人工臓器

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13358016
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 清水 慶彦 京都大学, 再生医科学研究所, 教授 (00027111)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 岩田 博夫 京都大学, 再生医科学研究所, 教授 (30160120) ; 中村 達雄 京都大学, 再生医科学研究所, 助教授 (70227908)
• Keywords: 再生医学 / 再生医療 / 神経 / コラーゲン / 気管 / 食道 / 細胞外マトリックス

Research Abstract

コラーゲンなどの天然高分子材料を用いて3次元細胞外マトリックス材料を作製し、動物実験により細胞外マトリックスという場において生体細胞群がどのような再生経過をたどるのか、細胞外マトリックスの性状と組織再生能とどのような関係をとるのかを明らかにすると共に、自己幹細胞を用いて自己組織や自己臓器を再生誘導するという全く新しいバイオ人工臓器を開発した。具体的には自己組織再生誘導式の人工血管、人工神経、人工食道、人工気管、人工気管支、人工小腸、人工胃、人工大腸、人工胆管、人工尿管、人工硬膜、人工心膜、人工膀胱、人工角膜、人工喉頭、人工声帯など比較的単純な臓器から、人工心臓、人工肺、人工腎臓、人工肝臓、人工膵臓などの多機能の複雑な実質的臓器までの再生誘導を動物実験的に検討した。体内に再生の足場となるコラーゲンを置くと、そこに生体由来の細胞が侵入して、その場で新しいコラーゲンを産生し、自己の組織を作り出して行く。生体はその再生を促進するための多種の因子をその場に放出して、その再生が進んで行くことが確かめられた。人間における臨床応用を念頭において、実験には大型動物を用いた。全く新しい臓器再建法を創出した。
報告書末の文献リストに掲げたように、人体全体におけるほとんど全ての臓器組織でin situ Tissue Engineeringで再生が可能であることが判明した。引き続き、臨床応用を目指して研究を遂行して行く方針である。

Research Products

• [Publications] Nakamura, T.: "Long-term implantation test and tumorigenicity of polyvinyl alcohol hydrogel plates"J Biomed Mater Res. 56(2). 289-296 (2001)
• [Publications] Nakamura, T.: "Mechanism of burn injury during magnetic resonance imaging (MRI) -simple loops can induce heat injury"Front Med Biol Eng. 11(2). 117-129 (2001)
• [Publications] Iwakura, A.: "Gelatin sheet incorporating basic fibroblast growth factor enhances healing of devascularized sternum in diabetic rats"Circulation. 104. I-325-I-329 (2001)
• [Publications] Iwakura, A.: "Pericardial fluid from patients with ischemic hear disease induces myocardial cell apoptosis via an oxidant stress-sensitive p38 mitogen-activated protein kinase pathway"J Mol Cell Cardiol. 33(3). 419-430 (2001)
• [Publications] Kawaguchi, S.: "Mechanical properties of artificial tracheas composed of a mesh cylinder and a spiral stent"Biomaterials. 22(23). 3085-3090 (2001)
• [Publications] Kobayashi, H.: "In vive evaluation of a new sealant material on a rat lung air leak model"Biomed Mater Res J. 58(6). 658-665 (2001)
• [Publications] Shimizu, M.: "Chromosome 13 locus, Pbd2, regulates bone density in mice"J. Bone Miner Res.. 16. 1972-1982 (2001)
• [Publications] Toba, T.: "Generation of canine peroneal nerve with the use of a polyglycolic acid-collagen tube filled with laminein-soaked collagen sponge : A comparative study of collagen sponge and collagen fibers as filling materials for nerve conduits"J Biomed Maater Res. 58(6). 622-630 (2001)
• [Publications] 藤川孝満: "三次元位置システムによる人工材料を用いた再生過程の評価"J Clin Physic Ther. 3. 17-22 (2001)
• [Publications] 藤川孝満: "PGA-コラーゲンチューブによる抹消神経再生の評価"J Clin Physic Ther. 3. 27-29 (2001)
• [Publications] 藤川孝満: "ポリグリコール酸(PGA)-コラーゲン複合チューブによる末梢神経再生の評価とリハビリテーションの検討"滋賀県理学療法士会会誌. 21. 50-55 (2001)
• [Publications] Hori, Y.: "Experimental study on tissue engineering of the stomach by acellular collagen sponge scaffold grafting"ASAIO J. 47(3). 206-210 (2001)
• [Publications] Hori, Y.: "Experimental study on tissue engineering of the small intestine by acellular collagen sponge by scaffold grafting"Int J Artif Organs. 24(1). 50-54 (2001)
• [Publications] Matsumoto, K.: "A gelatin coated collagen-polyglycolic acid composite membrane as a dural substitute"ASAIO J. 47(6). 641-645 (2001)
• [Publications] Liu, Y.: "Tracheal allotransplantation in beagle dogs without immunosuppressants"Ann Thorac Surg. 72(4). 1190-1194 (2001)
• [Publications] 清水慶彦: "再生医学"からだの科学. 217. 2-8 (2001)
• [Publications] 清水慶彦: "神経再生の最先端"臨床外科. 56(1). 45-32 (2001)
• [Publications] 清水慶彦: "再生医学の新しい展開"月刊新医療. 28(1). 124-127 (2001)
• [Publications] 清水慶彦: "再生医学の展望"最新医学. 56(1). 92-97 (2001)
• [Publications] 清水慶彦: "再生組織工学の現状"炎症・再生. 21(1). 29-37 (2001)
• [Publications] 清水慶彦: "末梢神経の組織工学"医学のあゆみ. 196(5). 362-366 (2001)
• [Publications] 清水慶彦: "再生医療の現状と将来の展望"実験医学. 19(15). 204-208 (2001)
• [Publications] 清水慶彦: "神経再生をめざす再生医工学"Biotherapy. 15(2). 127-132 (2001)
• [Publications] 清水慶彦: "再生医学"蛍雪時代・臨時増刊. 4. 41-43 (2001)
• [Publications] 清水慶彦: "末梢神経の再生"医学のあゆみ. 199(13). 1101-1105 (2001)
• [Publications] 中村達雄: "軟組織のTissue Engineering"遺伝子医学. 18(4). 123-130 (2001)
• [Publications] 赤川安正: "再生医療の最先端が補綴治療の未来を示す"補綴臨床. 34(1). 8-28 (2001)
• [Publications] Ueda, H.: "Use of collagen sponge incorporating transforming growth factor-β1 to promote bone repair in skull defects in rabbits"Biomaterials. 23(4). 1003-1010 (2002)
• [Publications] 清水慶彦: "再生医学の最先端の課題"月刊新医療. 29(1). 114-116 (2002)
• [Publications] 清水慶彦: "神経再生-現状と展望"外科治療. 86(1). 38-44 (2002)
• [Publications] 清水慶彦: "再生医学・医療のフロンティア"週刊 医学会新聞. 2468. (2002)
• [Publications] 鳥羽紀成: "再生組織工学の現状と呼吸器疾患への展望"Annual Review. 1-6 (2002)
• [Publications] Liu, Y.: "New Type of tracheal bioartificial organ treated with detergent : Maintaining cartilage viability is necessary for successful immunosuppressant-free allotransplantation"ASAIO J. 48(1). 21-25 (2002)
• [Publications] Toba, T.: "Influence of dehydrothermal crosslinking on the growth of PC-12 cells cultured on laminin-coated collagen"ASAIO J. 48(1). 17-20 (2002)
• [Publications] Hori, Y.: "Experimental study on tissue engineering of the small intestine by mesenchymal stem cell seeding"J Surg Res. 102. 156-160 (2002)