2017 Fiscal Year Annual Research Report
脱細胞化生体組織を規範とするTissueoid(人工生体組織）の創製
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16H03180
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| Research Institution | Tokyo Medical and Dental University |
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Principal Investigator |
岸田 晶夫 東京医科歯科大学, 生体材料工学研究所, 教授 (60224929)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
木村 剛 東京医科歯科大学, 生体材料工学研究所, 准教授 (10393216)
舩本 誠一 東京医科歯科大学, 生体材料工学研究所, 寄附研究部門准教授 (40609947) [Withdrawn]
橋本 良秀 東京医科歯科大学, 生体材料工学研究所, 助教 (40638384)
中村 奈緒子 芝浦工業大学, システム理工学部, 助教 (70754878)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 脱細胞化生体組織 / バイオマテリアル / 組織再構築 / 微細構造 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
脱細胞化生体組織の生体機能および再細胞化について検討を進めた。
１．ブタ真皮および大動脈を用い、種々の方法で脱細胞化した。脱細胞化組織の処理方法と微細構造および力学特性と含水性について検討を行った。人工材料としてゼラチンおよび合成高分子（ポリアクリルアミド）のハイドロゲルを用いて、吸水性について検討を行った。その結果、生体組織は一般的にバイオマテリアルとして研究されているハイドロゲルと比較して吸水挙動が大きく異なることが明らかとなった。経時的な吸水挙動の検討から、生体組織は一部がハイドロゲル様の溶解した分子を有しているが、大部分はコラーゲンが凝集して大きな空洞構造を有してると推測された。この知見は生体組織構造を破壊することなく脱細胞化できる技術を用いて初めて得られたものである。
２．脱細胞化ブタ大動脈を用いて、内皮を構成している基底膜の構造に着目し、脱細胞化法による構造変化とヒト血管内皮細胞の接着性について検討を行った。基底膜はコラーゲンタイプIVからなるメッシュ構造を有していると考えられているが、脱細胞化すると通常のコラーゲンマトリクスと同様な細胞接着性を示す。しかし微細構造を保存できると考えられる高静水圧法を用いると、微細構造を反映した細胞種の違いによる接着性の違いが観察された（線維芽細胞を対照として使用）。このことから、再細胞化による組織構築のためには、オリジナルの組織構造の影響を考慮したプロセスを考案する必要が示された。
３．上記の知見を動物実験にて検証した。組織構造の異なる2種類のブタ血管（大動脈および橈骨動脈）を高静水圧処理にて脱細胞化しラット皮下に移植し、線維芽細胞による再細胞化挙動を観察した。その結果、血管の微細構造を反映した細胞の浸潤が観察され、微細構造の重要性を確認できた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
脱細胞化組織に細胞を配置する方法について、組織構造の解析や微細構造の生物学的特性評価を行い、いくつかの知見を得ることができた。一方で、脱細胞化組織の微細構造については、コラーゲンのタイプの多様性、凝集状態およびエラスチンの存在によって細胞の配置が強く影響されることが明らかとなった。マトリクスの透過性の制御のために、コラーゲン大構造の破壊、エラスチンの分解等の新たな検討課題が出てきたため。
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| Strategy for Future Research Activity |
コラーゲン大構造の破壊については、微細なフィブリル構造に影響を与えない程度の巨視的な破壊を行う。具体的には歯科ファイル等を用いた微細な貫通孔増を作成することを考えている。また、エラスチンの分解については、エラスターゼを用いた先行研究を参考に進め、3次元組織体への細胞の配置技術の確立を行う。これらの技術は脱細胞化生体組織およびコラーゲンマトリクスのいずれにも応用可能であり、汎用技術として広く応用できるように工夫する。
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