ゼラチンマイクロスフェアを用いた増殖因子投与による人工管腔臓器作製法の開発

使用明胶微球施用生长因子开发人工管腔器官生产方法

• 批准号: 21K08647
• 负责人: 内田 史武
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Nagasaki 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-21K08647/
• 关键词: 幹細胞; 軟骨分化; バイオ3Dプリンター; 細胞凝集; 人工気管; 成長因子; ゼラチンマイクロスフェア; 気管移植; 再生医療; 臓器移植

我々は幹細胞に成長因子を用いて軟骨に分化させることで，一定の軟骨の品質を得ることを目標にした。成長因子の投与についてはTGF-β super familyやFGF-2を用い，pelletを作製して成長因子の効果を検討した。軟骨の分化度評価においては，Alcian-blue染色，safranin-O染色，Glycosaminoglycan（GAG）量を定量することで行った。その結果，FGF-2とTGF-β3を用いて気管軟骨を作製する方針とした。バイオ3Dプリンターを用い，環状軟骨構造体，馬蹄形軟骨構造体，馬蹄形軟骨構造体に平滑筋を組み合わせた構造体（mimic気管）を作製した。これらいずれも軟骨部はAlcian-blue染色，safranin-O染色，免疫染色（Ⅱ型コラーゲン）で陽性であり，良好に軟骨に分化していることがわかった。mimic気管においては，平滑筋部の免疫染色（α-SMA，SMMHC11）から平滑筋は維持されており，前面を馬蹄形軟骨で，後面を平滑筋で構成されたより実際の解剖構造に近い構造体の作製に成功した。この構造体のラットへの移植にも成功した。また成長因子をより高効率に投与するため，TGF-β1をゼラチンマイクロスフェア（GM）に付加し，構造体内で徐放させる方法についても実験を進め，hMSCを用いた管状軟骨構造体の作製にも成功した。この構造体も特殊染色と免疫染色から軟骨分化を確認できた。TGF-β3を用いて作成したmimic気管をラットへ移植し，1ヶ月モデルの解剖を行って，グラフトとしても軟骨としての機能を保持していることを証明した。

我们的目的是使用生长因子将干细胞区分为软骨，以获得一定水平的软骨质量。对于生长因子的给药，我们使用TGF-β超级家族和FGF-2产生颗粒来检查生长因子的影响。通过量化Alcian-Blue染色，Safranin-O染色和糖胺聚糖（GAG）水平来评估软骨分化。结果，该计划是使用FGF-2和TGF-β3产生气管软骨。 Bio3D打印机用于创建结构（模拟气管），该结构结合了环形软骨结构，马蹄形软骨结构，马蹄形软骨结构和平滑肌。在所有这些情况下，软骨呈阳性，呈alcian蓝色，safranin-O和免疫染色（II型胶原蛋白），并且发现它与软骨有很大的不同。在模仿气管中，通过平滑肌区域的免疫染色（α-SMA，SMMHC11）来保持平滑肌，并且我们成功地创建了一个更接近实际解剖结构的结构，前面有马蹄形软骨，并在后表面上具有平滑肌。该结构也成功地植入了大鼠。此外，为了更有效地施用生长因子，进行了有关如何将TGF-β1添加到明胶微球（GM）（GM）的实验，并允许在结构内持续释放，并使用HMSC成功地制造了管状软骨结构。该结构还证实了与特殊染色和免疫染色的软骨分化。使用TGF-β3制备的模拟气管被植入大鼠，并在一个月的模型中进行解剖，以证明其还保留其作为移植物的功能。

项目成果

ゼラチンマイクロスフェアを用いた成長因子投与による，気管軟骨作成の試み

尝试使用明胶微球施用生长因子来创建气管软骨

• 发表时间: 2021
• 作者: Nagai Marie;Uchida Takahiro;Yamada Muneharu;Komatsu Shuuhei;Ota Kohei;Mukae Mitsuya;Iwamoto Hitoshi;Hirano Hiroshi;Karube Miho;Kaname Shinya;Oda Takashi;升谷耕介;内田史武
• 通讯作者: 内田史武

バイオ3Dプリンターで間葉系幹細胞から分化誘導した軟骨を積層し、気管軟骨を作製する試み

尝试使用生物3D打印机层压间充质干细胞分化的软骨来制造气管软骨

• 发表时间: 2023
• 作者: Yamashiro A;Yamada M;Kihara Y;Konno O;Iwamoto H;Oda T.;松本理宗，内田史武，松本 桂太郎，町野 隆介，原 亮介，大石 海道，西牟田 雅人，土肥 良一郎，朝重 耕一，宮崎 拓郎，土谷 智史，中山 功一，永安 武
• 通讯作者: 松本理宗，内田史武，松本 桂太郎，町野 隆介，原 亮介，大石 海道，西牟田 雅人，土肥 良一郎，朝重 耕一，宮崎 拓郎，土谷 智史，中山 功一，永安 武

間葉系幹細胞から分化させた軟骨を，バイオ3Dプリンターで積層して気管軟骨を作製する試み

尝试使用生物3D打印机通过分层从间充质干细胞分化的软骨来创建气管软骨

• 发表时间: 2022
• 作者: 和田佑馬;西正暁;島田光生;山下祥子;吉川幸造;徳永卓哉;中尾寿宏;柏原秀也;高須千絵;良元俊昭;岩川陽介;升谷耕介;内田史武，松本 桂太郎，町野 隆介，小山 正三朗，森山 正章，原 亮介，大石 海道，松本 理宗，西牟田 雅人，土肥 良一郎，朝重 耕一，宮崎 拓郎，土谷 智史，中山 功一，永安 武
• 通讯作者: 内田史武，松本 桂太郎，町野 隆介，小山 正三朗，森山 正章，原 亮介，大石 海道，松本 理宗，西牟田 雅人，土肥 良一郎，朝重 耕一，宮崎 拓郎，土谷 智史，中山 功一，永安 武