2021 Fiscal Year Annual Research Report
組織骨格を利用した再生臓器におけるハイブリッド型血管ニッチの確立と移植研究
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19H03747
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| Research Institution | Nagasaki University |
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Principal Investigator |
土谷 智史 長崎大学, 医歯薬学総合研究科(医学系), 准教授 (30437884)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山本 和子 長崎大学, 病院(医学系), 講師 (10398167)
鳴瀧 彩絵 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (10508203)
湯川 博 名古屋大学, 未来社会創造機構, 招へい教員 (30634646)
諸藤 陽一 長崎大学, 病院(医学系), 助教 (40437869)
李 桃生 長崎大学, 原爆後障害医療研究所, 教授 (50379997)
永安 武 長崎大学, 医歯薬学総合研究科(医学系), 教授 (80284686)
佐原 寿史 鹿児島大学, 総合科学域総合研究学系, 准教授 (90452333)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 肺再生 / 医工学 / 脱細胞化 / 再細胞化 / 再生医学 / バイオリアクター / 接着因子 / バリア機能 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
脱細胞化骨格に自己の細胞を生着させる技術は、臓器の微細構造を維持した臓器そのものを再生できる点で画期的である。しかしながら、この手法で作成された再生臓器は、血管網の再構築が完全でなく、毛細血管を含む成熟した血管網の再構築が、この研究の鍵となる。
本研究はその問題点を克服するため、改良型Transwell®による透過性の評価、ナノファーバーによるコーティング技術を駆使してin vitroで血管ニッチを伴う疑似肺胞壁を組織工学的に再構築する。そしてその条件で脱細胞化肺に再構築された血管網を、ex vivoで灌流圧の測定やマイクロビーズによるリアルタイムイメージングによって評価して完成度を高める。最終的に実験動物に再生臓器を移植し、in vivoで再生臓器の生着を評価して、臨床応用への可能性を探りたい。また、本研究では毛細血管の破綻が直接臓器障害に関与する、肺を研究対象とした。
現在までin vitroの実験を行い、類似肺胞壁の構築として、Transwellの半透膜上に分離した肺胞上皮細胞を播種し、Air-blood barrier(ABB) 機能を、EVOM抵抗計(Volt-Ohm resistance meter) を用いた経内皮電気抵抗(transendothelial electricalresistance, TEER)で測定し、TEER 500Ω・cm2以上の膜透過性を達成した(Ishii Pharmaceutics 2021)。さらにコーティング剤による細胞接着の増強、デキストランやマイクロビーズを用いた血管透過性実験も行った。細胞のマトリックスへの接着性に関しては、間葉系幹細胞の接着因子発現を誘導したDesigner cellを作成した。またマウス肺胞上皮細胞のオルガノイドを作成し、肺胞再生への足掛かりとした。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
再生肺作成の段階で、肺胞上皮の接着性が弱いことが判明し、コーティング剤、細胞接着因子の誘導、間葉系幹細胞との共培養など、多くの工夫が必要になったため。
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| Strategy for Future Research Activity |
細胞接着因子の発現を強化したDesigner cellの開発にめぼしが付いたため、これを推し進め、より接着率の高い再細胞化法を開発する。さらにオルガノイドを用いた肺胞上皮大量培養に着手する。さらに、間葉系幹細胞、血管内皮細胞、肺胞上皮細胞と３つの細胞の共培養を行うことで、完成されたハイブリッド血管ニッチを有する再生肺を作成する。
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