生体分解性足場を用いた組織工学的手法と赤色LEDによる新たな腸管再生法の開発

2020 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 19K24014
• Research Institution: The University of Tokushima
• Principal Investigator: 吉川 雅登 徳島大学, 大学院医歯薬学研究部(医学域), 徳島大学専門研究員 (60737097)
• Project Period (FY): 2019-08-30 – 2021-03-31
• Keywords: 短腸症候群 / 腸管再生 / 脂肪由来幹細胞 / 赤色LED / 生体分解性チューブ

Outline of Annual Research Achievements

短腸症候群の根治的治療確立を目指した腸管再生に関する再生医療研究が進んでいる。我々はこれまでに、シリコンチューブをscaffold（足場）とした腸管再生モデルを作成し、三次元的腸管再生を可能とした。さらにその再生速度を上げるために脂肪組織由来幹細胞(ADSC)を新生した線維被膜内に移植することで、再生速度を速めるという結果を得たが、再生は不安定で、全層性の腸管再生には8週間と長期間を有すること、またシリコンの抜去に再開腹を要し、腸管切開を要するなど実臨床応用には課題が残る結果であった。そこで、この腸管再生モデルを組織工学、再生医療、光細胞工学の観点から改変することとした。組織工学の観点からは、細胞生着の優れた足場であり、生体内で加水分解される生体分解性チューブを使用することとした。また、再生医療の観点から、幹細胞単体よりも生着率、分化能が優れるとされる腸管オルガノイドを使用することとした。更に、細胞増殖を誘導するとされる赤色LEDを、移植細胞に前照射することとした。これらの改変により、腸管再生速度、再生腸管機能が改善され、かつ、足場の除去に再開腹・腸管損傷が不要であるという仮説を立て、短腸症候群における腸管再生の臨床応用を目指しその有用性について検討する研究である。研究1年目は、シリコンチューブを用いたコントロールとしての腸管再生モデルが完成し、約8-12週で全層での腸管再生が得られた。さらに研究2年目では、シリコンチューブの代わりに、生体分解性のPLA/CLスポンジチューブ（PGA補強）径5mmを用いて、同様のラットモデルを作成して、8週で足場のチューブは消失し、全層での腸管再生が得られ、腸管延長効果が確認できた。なお、小腸オルガノイドの培養は、単離・培養はうまくいかなかったので、使用を断念した。さらに、同モデルに赤色LEDも照射したが、さらなる腸管延長効果は認めなかった。