The improvement in islet engraftment using a gelatin hydrogel nonwoven fabric on subcutaneous islet transplantation

使用明胶水凝胶无纺布改善皮下胰岛移植的胰岛移植

• 批准号: 21K08591
• 负责人: 稲垣 明子
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K08591/
• 关键词: 膵島移植; 細胞移植; 皮下移植; 血管新生; １型糖尿病; スキャホールド; 移植部位; 細胞生着促進

現行の膵島移植の標準移植法は門脈移植であるが、今後の再生医療との融合を視野に入れると、低侵襲でアクセスが容易な皮下移植の実現が切望されている。しかし、皮下は膵島の生着効率が悪いため、細胞外マトリックスや新生血管誘導による移植環境の最適化が必須である。そこで本研究では、不織布構造ゼラチン基材（gelatin Hydrogel nonwoven fabric; GHNF）を移植予定箇所の皮下に前留置する、皮下膵島移植プロトコールの確立を目的とする。2021年度はマウスモデルにおいて適留置期間が６週であることを明らかにした。そこで、2022年度は、皮下における膵島生着環境の最適化に関わる因子の解析を行った。C57BL/6マウス皮下に、2枚のGHNFの間にスペーサーとしてシリコンを挟んで留置し、留置期間を2週間（2W群）、4週間（4W群）、6週間（6W群）、8週間（8W群）の4群を設定して、皮下組織の免疫組織化学染色、炎症性・抗炎症性サイトカインの測定、リアルタイムPCRによる細胞外マトリックスやサイトカイン等の遺伝子発現解析を行った。免疫組織化学染色の結果、膵島移植前のGHNF周囲被膜および膵島移植後の膵島周囲間質でのvon Willebrand factor（vWF）陽性血管数は6W群で有意に増加した（p<0.01）。膵島周囲線維被膜部のECM（ラミニン、コラーゲンⅢ、コラーゲンⅣ）割合は、留置期間に応じて増加傾向があり、8W群が有意に高値であった（p<0.01）。GHNF内および周囲の被膜内のCD206陽性細胞は2W群が最も多く、経時的に減少した（p<0.01）。IL-1b、IL-γ等の炎症性サイトカインは2W群で最も高く、経時的に減少し、8W群で再上昇した。リアルタイムPCRでは2W群に比べて6W群で22遺伝子の増幅がみられた。また、ラット皮下移植モデルにおいて、GHNFの至適前留置期間が３週間であることを、確認した。

The current standard transplantation method of islet transplantation is not only suitable for portal vein transplantation, but also suitable for fusion of regenerative medicine in the future. Optimization of the transplantation environment is necessary for the growth rate of subcutaneous islands and the induction of new blood vessels in vitro The purpose of this study is to establish a subcutaneous implant site for gelatin Hydrogel nonwoven fabric (GHNF). In 2021, the detention period was 6 weeks. In 2022, the analysis of factors related to the optimization of the living environment of the island was carried out. C57BL/6: Subcutaneous, 2-GHNF, 4-group, 2-week (2W group), 4-week (4W group), 6-week (6W group), 8-week (8W group), Immunohistochemical staining of subcutaneous tissue, determination of inflammatory and anti-inflammatory cells, The analysis of gene expression in extracellular DNA by PCR Immunohistochemical staining showed that the number of von Willebrand factor (vWF) positive vessels in the peripheral envelope before and after transplantation increased significantly (p<0.01). The ECM of the membrane part of the peripheral line of the island is divided into two groups: the first group is high, the second group is high, the third group is high, the fourth group is high (p<0.01). CD206-positive cells in the envelope of GHNF were the most numerous and decreased in number (p<0.01). IL-1b, IL-γ, etc. were highest in group 2W, decreased in group 8W, and increased again in group 8W. There is a significant increase in the number of 22 genes in the 2W cluster compared to the 6W cluster in the RIALTEAM PCR. 3 weeks before GHNF implantation

项目成果

幹細胞移植や異種移植などの膵島移植代用治療を促進す る細胞デバイスの開発

开发细胞装置以促进干细胞移植和异种移植等胰岛移植替代治疗

• 发表时间: 2022
• 作者: 後藤昌史;稲垣明子;猪村武弘;金井哲史;三頭啓明;斉藤竜助; 遠藤有希子;片野匠;戸子台和哲;宮城重人;亀井尚;海野倫明; 田畑泰彦;村山和隆;渡邉君子
• 通讯作者: 渡邉君子

ラット皮下膵島移植における不織布構造ゼラチン基材の前留置が移植結果へ及ぼす影響

预置无纺明胶基质对大鼠皮下胰岛移植效果的影响

• 发表时间: 2022
• 作者: 齊藤竜助; 稲垣明子;中村保宏;猪村武弘;片野匠;戸子台和哲; 亀井尚;海野倫明;田畑泰彦;後藤昌史
• 通讯作者: 後藤昌史

Liver surface can be a promising transplant site for pancreatic islets using a gelatin hydrogel nonwoven fabric

使用明胶水凝胶无纺布，肝脏表面可能成为胰岛移植的有希望的部位

• 发表时间: 2022
• 作者: Yukiko Endo;Akiko Inagaki;Takehiro Imura;Hiroaki Mitsugashira;Ryusuke Saito;Takumi Katano;Shigehito Miyagi;Takashi Kamei;Michiaki Unno;Yasuhiko Tabata;Masafumi Goto.
• 通讯作者: Masafumi Goto.

皮下膵島移植における不織布構造ゼラチン基材の前留置期間が移植結果へ及ぼす影響

无纺布明胶基材预留置时间对皮下胰岛移植移植效果的影响

• 发表时间: 2022
• 作者: 齊藤 竜助; 稲垣明子;中村保宏;宮城重人;亀井尚;海野倫明;田畑泰彦; 後藤昌史
• 通讯作者: 後藤昌史

A gelatin hydrogel nonwoven fabric improves outcomes of subcutaneous islet transplantation.

• DOI: 10.1038/s41598-023-39212-4
• 发表时间: 2023-07-24
• 期刊: SCIENTIFIC REPORTS
• 影响因子: 4.6
• 作者: Kanai, Norifumi;Inagaki, Akiko;Nakamura, Yasuhiro;Imura, Takehiro;Mitsugashira, Hiroaki;Saito, Ryusuke;Miyagi, Shigehito;Watanabe, Kimiko;Kamei, Takashi;Unno, Michiaki;Tabata, Yasuhiko;Goto, Masafumi
• 通讯作者: Goto, Masafumi