Discovery Sagaサイレントキーワード俯瞰

生体内組織形成術 / biosheet / 多能性再生幹細胞含有ゲル / 再生医療 / 筋肉再生

生体内組織形成術(in-body tissue architecture; iBTA)は生体内で異物が被包化される現象を利用し、皮下組織に非吸収性の鋳型を埋入し、周囲に再生医療の材料となる線維性結合組織体を作成する技術である。我々は動物実験によりiBTAにより作成したシートであるbiosheetを横隔膜に移植すると筋組織が再生することを確認した。biosheetに組織再生に必要な幹細胞や成長因子が含まれていると考えており、本研究ではbiosheetを処理してゲル(多能性再生幹細胞含有ゲル)を作成し、注入療法による筋肉再生を開発し、胃食道逆流症や直腸肛門奇形術後の便失禁など筋肉の低形成・機能不全を有する小児外科疾患に応用することを目指す。
マウス背部皮下にシリコン製の鋳型を埋入し、周囲に形成される線維性組織biosheetを採取した。biosheetをコラゲナーゼで処理して細胞を抽出した。採取した細胞にフローサイトメトリー解析を行い、構成する細胞の表面マーカーについて解析した。さらにbiosheetのプロテオーム解析を行い、成長因子等の再生関連因子について網羅的に解析した。
さらにEGFPトランスジェニックマウスを用いてbiosheet作成し、これより採取・培養した細胞を生分解性ゲルに懸濁し、注入用のゲルを作成した。これをC57BL/6Jマウスの腹直筋(骨格筋)に注射し移植した。1ヵ月後に移植した腹直筋を摘出し現在、組織学的解析を行っている。注入したGFP陽性の細胞が骨格筋内に存在することが確認され、免疫組織化学染色により筋組織の再生、増生を検討中である。

犬 / 角膜損傷 / 生体内組織形成術 / 角膜移植 / 人工角膜 / 犬角膜内皮細胞 / ハイブリッド犬人工角膜 / 角膜 / 再生医療

犬角膜内皮細胞の分離培養法をExplant法を用いて検討し、未分化マーカーであるp75と分化マーカーであるZO-1およびNa+K+ATPaseを有する内皮細胞が混在した細胞群を得た。両者を分離するには至らなかった。iBTAを用いた人工犬角膜の作製は犬角膜上皮細胞株とバイオシートのみを用いて行い、犬角膜上皮細胞をバイオシートに播種し、5日間の空気暴露を行うことで重層化上皮をもつ組織を形成することができた。また、犬角膜実質細胞を分離・培養し、筋線維芽細胞への分化誘導法を確立するとともに、肝細胞成長因子が犬角膜実質細胞の筋線維芽細胞分化を抑制することで点眼薬として有用である可能性を見出した。

犬角膜内皮細胞の培養が可能であることが示された。今後、成熟細胞の誘導や純化を検討する必要があるが、犬の角膜内皮疾患の病態解明などへの応用が期待できる。また、iBTAを用いた角膜組織の作製には至らなかったが、犬角膜上皮細胞がバイオシートに定着し、重層化が誘導された。このことは、バイオシートを用いて体外で他の細胞と融合させた組織体の作製が可能であることを示し、iBTAを用いた組織再生療法において新たなアプローチを提案する。さらに、犬角膜実質細胞の分離培養と筋線維芽細胞分化の検討から、角膜混濁の病態を再現できた。今後、肝細胞成長因子の他、角膜混濁治療薬の開発につながることが期待される。

【研究分担者】
古村眞	東京大学	医学部附属病院	特任教授	(Kakenデータベース)
中山泰秀	東京大学	医学部附属病院	客員研究員	(Kakenデータベース)
疋田温彦	東京大学	医学部附属病院	特任研究員	(Kakenデータベース)
藤代準	東京大学	医学部附属病院	教授	(Kakenデータベース)

【研究分担者】
中山泰秀	大分大学	医学部	客員研究員	(Kakenデータベース)