【研究分野】小児外科学

【研究領域課題番号】16H02682 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

幹細胞 / 再生医療 / 腸管蠕動不全 / 移植・再生医療 / 再生医学 / 細胞・組織 / 歯学 / 小児外科学 / 再生医療学 / 乳歯幹細胞学 / 細胞移植 / 組織工学 / 指定難病 / ヒルシュスプルング病 / ヒルシュスプルング病類縁疾患 / 乳歯幹細胞

【研究成果の概要】

上記疾患群の中で予後不良である腸管神経節細胞僅少症(HYPO)に、第一にfocusをした。HYPOは腸管神経節細胞は存在するがその数が極めて少ない特徴を有す。同じく腸管神経細胞の減少を認めるマウス(JF1)を用いて、健常児由来の乳歯幹細胞(SHED)を投与した。結果、体重増加を得、その有効性を証明した。次に、HYPO患者由来のSHED(HYPO-SHED)の解析を行った。SHEDは間葉系幹細胞(mesenchymal stem cell, MSC)であるが、HYPO-SHEDは、MSCに矛盾しない表現型を有していること、ならびに増殖能や造腫瘍性に関する解析を行った。

【研究の社会的意義】

SHEDはiPS細胞と比較し遺伝子導入が不要、作成効率が概ね100%、高い自己再生能、HLAの発現が低く拒絶を受けない点で優れ、さらに低侵襲かつ容易に採取可能である。また、歯髄の状態で凍結保存が可能であるため乳歯幹細胞のバンクをつくることができる。本基盤研究にて、健常児由来SHEDにおけるhypoに対する治療メカニズム・治療効果を詳細に解明した上で、hypo-SHEDの細胞の特性の解析に移行し、自家細胞移植の可能性を模索し、バンク化も目指す乳歯保存の基盤づくりを行った。このように実臨床における治療を視野に自家他家移植いずれも実現することを目標とできた本研究は大きな学術的、社会的意義を有する。

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2016-04-01 - 2020-03-31

【配分額】47,450千円 (直接経費: 36,500千円、間接経費: 10,950千円)

【研究分野】医用システム

【研究領域課題番号】15H03039 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

移植・再生医療 / 細胞・組織 / マイクロ・ナノデバイス / 組織構築物 / 凍結保存 / 凍結保護剤 / 機能評価 / システム / 再生医療 / 移植医療

【研究成果の概要】

本研究では、①DMSOフリー新規凍結保存液、②凍結保存用培養デバイス、③凍結装置の開発を行った。①DMSOの細胞毒性、および動物由来原料の抗原性変化や病原体混入の可能性等の課題を解決すべく、ヒト組織由来細胞に有効なDMSO-血清フリー細胞凍結保存液の組成を見出した。②3D培養デバイスTASCLを用いて、均一な大きさのヒト組織由来幹細胞・組織構築物を大量に創製すると共に、有効な保存液組成の決定からガラス化凍結に成功した。③細胞の凍結を制御するために、スターリングエンジンによる凍結装置の開発、および凍結条件の最適化に成功した。以上より、再生・移植医療用細胞・組織構築物の凍結保存システムを構築した。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2015-04-01 - 2018-03-31

【配分額】17,030千円 (直接経費: 13,100千円、間接経費: 3,930千円)

【研究分野】胎児・新生児医学

【研究領域課題番号】26293251 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

臍帯 / 間葉系細胞 / 新生児脳性麻痺 / 新生児慢性肺疾患 / 血友病B / 再生医療 / 免疫療法 / 新生児 / 新生児脳症 / 移植・再生医療 / トランスレーショナルリサーチ / 再生医学 / 免疫学 / 血友病 / 肝炎 / 脳性麻痺 / 慢性呼吸器疾患

【研究成果の概要】

本研究では、下記疾患モデル動物を作成し、臍帯由来間葉系細胞(UC-MSC)投与の有用性を検討した。新生児脳性麻痺モデルとして、新生仔脳出血モデルを確立した。UC-MSC投与群で運動機能の有意な改善、白質層の菲薄化抑制と反応性グリオーシスの抑制を認めた。高酸素条件下で作成した新生児慢性肺疾患ラットモデルでは、UC-MSC投与群で有意な生存率の改善、体重減少率の低下、肺組織の損傷、炎症性サイトカインの減少と間質線維化の減少を認めた。血友病Ｂマウスにおける肝障害モデルでは、UC-MSCが投与後、肝組織に移行することを確認した。以上より、UC-MSCは、新生児脳症や慢性肺疾患に有効と思われた。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2014-04-01 - 2017-03-31

【配分額】16,640千円 (直接経費: 12,800千円、間接経費: 3,840千円)

【研究分野】生体医工学・生体材料学

【研究領域課題番号】25870050 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

ナノバイオ材料 / 生体材料科学 / 生体組織工学 / 再生医療 / 細胞移植 / 加齢黄斑変性症 / 高分子超薄膜 / 微細加工技術 / 生体材料 / 細胞移植療法 / 網膜色素上皮細胞 / 高分子ナノ薄膜 / ナノシート / 微細加工 / 移植・再生医療 / ナノバイオ / 細胞デリバリー

【研究成果の概要】

本研究では加齢黄斑変性症のような難治性網膜疾患に対する治療策として、狭小な網膜下への網膜色素上皮細胞の移植を狙い、柔軟な高分子ナノ薄膜からなる細胞移植担体の創製を目的とした。ポリ乳酸グリコール酸共重合体からなる微細パターン化ナノ薄膜を調製し、細胞をナノ薄膜上で選択的に培養した。医療用注射針を用いて細胞担持ナノ薄膜の注入操作を試みたところ、針内部のずり応力にも関わらず射出後もナノ薄膜上の細胞は90%近く生存することが判明した。さらに、ラット網膜下に細胞担持ナノ薄膜を移植したところ、黄斑部近傍に細胞層の移植が示唆された。以上より、細胞移植療法におけるナノ薄膜の有用性を初めて示すことに成功した。

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2013-04-01 - 2015-03-31

【配分額】4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)

【研究分野】医療社会学

【研究領域課題番号】23659251 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

医療管理学 / 通信・ネットワーク工学 / 情報システム / 再生医療 / 品質管理システム / 移植・再生医療

【研究成果の概要】

再生医療の本格実用化時期に先立って、想定される問題として細胞の取り違えなど再生医療製品の管理上の問題が残されている。細胞播種、培地交換、継代、回収などの作業の効率的な管理・適切な記録及び原材料の取り違え等のヒューマンエラー防止システムなどの自動管理システムが不可欠である。本研究では、モノ・空間・概念を等価に識別させるため、細胞の情報を格納したucodeタグを内蔵した培養皿や試薬に、ucodeタグリーダをかざすことによってIDを読み取り、そのIDに応じた情報を検索して画面上に表示するユビキタス細胞情報登録・追跡用システムを作製した。細胞培養工程に関する情報を追跡し、遡及することが可能であった。

【研究種目】挑戦的萌芽研究

【研究期間】2011 - 2012

【配分額】3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)

【研究分野】生物機能・バイオプロセス

【研究領域課題番号】22246101 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

医用化学工学 / マルチスケール血管網配備 / 膵島 / 肝 / 三次元造形 / 人工赤血球 / 肝組織 / 流路ネットワーク / 組織ユニット / 移植 / 再生医療 / 組織工学 / 細胞 / 生物・生体プロセス / 再生医学 / 組織 / 移植・再生医療 / 細胞・組織 / 生物・生体工学

【研究成果の概要】

移植用の膵島や肝組織の人工的構築の方法論確立を目標として，細胞の三次元化とマルチスケール物質交換性の確保の視点から，細胞組織体を高密度にランダム充填する小チャンバーと，それらに培養液・血液を均一に分配するマクロ流路構造を持つ担体構造を提案，レーザー焼結積層造形法によって担体を作成した．細胞組織体として肝細胞凝集体を固定化した灌流培養では，長期に安定した高機能を得た．さらに組織構築用に細胞への毒性が少ないヘモグロビンを利用する人工赤血球の開発に成功した．

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2010-04-01 - 2015-03-31

【配分額】46,930千円 (直接経費: 36,100千円、間接経費: 10,830千円)

【研究分野】神経化学・神経薬理学

【研究領域課題番号】20500341 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

神経科学移植 / 再生医療 / 神経幹細胞 / 神経科学 / 移植・再生医療

【研究成果の概要】

樹状細胞が分泌するMacrophage migration inhibitory factor(MIF)が神経幹・前駆細胞の細胞増殖活性を有すことや、神経幹・前駆細胞の自己複製能を亢進する活性を有することを新たに明らかにするとともに、それらの活性を担う分子機構を解明することに成功した。また、MIFが神経幹・前駆細胞の細胞移動能を調節できることも、新たに明らかにした。これらの知見は、MIFによる内在性神経・前駆細胞の活性化を基盤とした種々の神経変性疾患治療への道を切り開いたと言える。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2009 - 2011

【配分額】4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)

【研究分野】形成外科学

【研究領域課題番号】20592104 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

再生医学 / 移植 / 再生医療 / アポトーシス / 軟骨再生 / 軟骨膜 / 虚血 / P53 / 移植・再生医療 / 再生軟骨

【研究成果の概要】

再生軟骨には周囲の軟骨膜様組織の機能が重要であると予想される。本研究の目的は、軟骨膜様組織の血行が軟骨再生に与える影響を解明し、再生軟骨維持法の開発に情報を提供することである。p53遺伝子欠損マウスを用いて、再生軟骨における低酸素ストレスの影響評価を行った。その結果、再生組織周囲の血行は軟骨再生に影響を及ぼし、移植組織への血行は再生軟骨の生体内代謝・形状維持に重要な因子であることが示唆された。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2008 - 2010

【配分額】4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)

【研究分野】外科系歯学

【研究領域課題番号】19390509 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

再生医療 / 骨再生 / 人工骨 / 移植・再生医療 / 再生医学 / シグナル伝達 / トランスレーショナルリサーチ / 骨再生療法 / 化合物スクリーニング / 化合物デリバリーシステム / インクジェットプリンター / Colla1GFP / 骨再生インプラント / 三次元造形法 / 骨分化シグナル / siRNA / ナノ送達システム

【研究成果の概要】

本研究の目的は、再生医療の3本柱である「細胞源・足場・シグナル」のうち、シグナル・足場を改善し、細胞移植を補強あるいは代替する新しい骨再生システムを開発することである。次世代型のナノ送達システムと生体材料により、周囲の細胞において骨形成性細胞内シグナルを活性化させることで、細胞を移植することなく骨再生を誘導することに成功した。併せて三次元造形法による患部適合型人工骨の作製法を開発した。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2007 - 2009

【配分額】18,200千円 (直接経費: 14,000千円、間接経費: 4,200千円)