2020 Fiscal Year Annual Research Report
長距離神経欠損再生に向けた機能性因子固定化能を有する新規人工神経の創出
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18J20984
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
池上 康寛 九州大学, 工学府, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2018-04-25 – 2021-03-31
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| Keywords | 人工神経 / 神経組織再生 / ナノファイバー / 多孔質性チューブ構造体 / 増殖因子 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
手足を動かす脳からの信号を伝達する経路である末梢神経が長距離欠損すると、従来治療法として自家神経移植が行われているが、ドナー組織の採取に伴う侵襲性の高さが問題となっている。本研究では、代替治療法として増殖因子等の機能性分子を固定化して神経組織再生を促進する新規人工神経の創出を目指した。本年度は、昨年度までに開発した人工神経の構成要素である多孔質チューブと増殖因子固定化能を有する繊維性足場基材の特性評価、及びこれらを組み合わせた人工神経の移植評価を行った。
生分解性高分子から成るナノファイバーを管壁構造とする多孔質チューブは、神経再生経路の物理的障害となる炎症性細胞の管壁からの侵入を抑制可能であり、生体内で産生される高分子を良好に透過可能であった。以上より、当該チューブ構造体は選択的な物質透過性を達成可能であり、神経再生部への良好な物質供給による効率的な神経再生の実現が期待された。
ナノファイバーを一定方向に配列させた配向性ファイバーシートに神経再生を促す複数種の増殖因子との結合能を有するヘパリンを修飾することで、神経再生の場として機能する足場基材を作製した。当該足場基材は、繊維方向に沿って神経細胞の移動方向を制御可能であり、最短経路で神経組織を再生し得ることが期待された。また、安定性に乏しく高価な増殖因子を従来固定化法の1/50量使用するだけで同等の効果を得ることに成功し、より効率的な神経再生が示唆された。
上記の基材を組み合わせた人工神経のプロトタイプを作製した。増殖因子を固定化後、ラット坐骨神経欠損部へ移植したところ、術後4週にわたって良好な体重増加を示した。また、組織学的評価を行ったところ、組織の再生過程で起こる血管新生や細胞遊走が確認された。現時点では神経再生の最終段階である運動機能の回復には至っていないものの、増殖因子固定化条件や構造的改良により更なる発展が見込まれる。
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| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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