2012 Fiscal Year Research-status Report
ホローファイバーを用いた自動能を有する間質細胞への上皮間葉誘導と機能的尿路の再建
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24592435
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Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Research Institution | Nagoya City University |
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Principal Investigator |
丸山 哲史 名古屋市立大学, 医学(系)研究科(研究院), 研究員 (50305546)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
郡 健二郎 名古屋市立大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (30122047)
林 祐太郎 名古屋市立大学, 医学(系)研究科(研究院), 准教授 (40238134)
小島 祥敬 福島県立医科大学, 医学部, 教授 (60305539)
水野 健太郎 名古屋市立大学, 医学(系)研究科(研究院), 講師 (70448710)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | シェアーストレス / 伸展刺激 / ホローファイバー / 上皮間葉系誘導 / KIT陽性細胞 / 移行上皮細胞 / 再生医療 / 細胞工学 |
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| Research Abstract |
私たちは、幹細胞を用いた再生医療と細胞工学の技術とを相補的に利用し、尿路上皮および平滑筋組織を誘導した尿路組織の再生を目標としてきた。尿道および尿管においては径の細い管状構造が尿流にさらされることから圧力のみでなくシェアーストレスなどより高次の、力学的ストレスに対する強度をもった組織構造が必要である。この点で血管内皮細胞系の細胞モデルでの利用実績があるホローファイバー（中空糸）システムでは、尿路上皮および平滑筋の重層構造をもたせることが有用である。この原理に着目し平滑筋細胞層に接して間質細胞共培養することにより組織全体としても統一性あるいわゆる蠕動運動をする機能的尿路の再建をめざした。
効率的な尿移送をするため、平滑筋細胞層が組織全体として、方向性と強弱をもった統一性ある運動（いわゆる蠕動運動）をすることが必要である。ホローファイバーシステムに律動的な電気刺激を加えることで、平滑筋組織の空間的配置に方向性が持たされ、 電気的結合が強化された。一方、サイトカイン刺激を加えることで、Kit陽性間質細胞をこのシステム内に誘導され、平滑筋組織に自動能がもたらされることが示唆された。
実際の臨床応用においては組織レベルの物理的サイズと強度が必要で、プロセスの更なる効率化が必要である。出発点としてES細胞などを用いればより非侵襲的な方法となる。ES細胞由来の細胞群を基に尿路上皮やその周囲の組織を得ることも検討中である。幹細胞を用いることにより、他の臓器を傷つけることなくより低侵襲になり、生理的および機能的に望ましい治療法が期待できる。今までとは違った治療法へ発展させる事ができる可能性も示唆される。尿路上皮や平滑筋の幹細胞が利用できれば、未分化状態を維持したままの分裂増殖により、大きく欠損した尿路を補うのに十分な量の新しい組織を得ることが可能である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
ホローファイバー（中空糸）を用いた尿路上皮細胞の培養し、観察を行った結果その増殖能、活性および形態学的特徴を評価することができ、最適な培養期間および培養の条件等を検討した。
流れ刺激による上皮細胞の空間的配列作成の３次元的に免疫組織学的確認をおこなった。続いてEMT誘導の検討し。一部の上皮細胞はEMTを来たし平滑筋へと再分化ので、その過程を免疫組織学的に追跡した。
以上のことから、計画はほぼ順調に進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
遺伝子導入したES細胞にembryoid body（胚様体：EB）を形成させ、分化させる。以上の実験において特出される導入遺伝子とそれに対応して発現してくる遺伝子群から単一の前駆細胞を抽出する。さらにその細胞を系統として確立する。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
ES細胞への遺伝子導入、尿路上皮細胞系の確立の実験に使用する試薬類の購入が必要である。また、これらの実験を補助する助手を雇用するための人件費が必要である。さらに次年度は論文発表、学会発表のための費用として英文校正料、学会参加費、国際学会への旅費が必要と考える。
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