生体内組織形成術と軟骨細胞自己凝集化技術を組み合わせた大動物気管再生モデルの確立

体内组织形成与软骨细胞自聚集技术相结合的大型动物气管再生模型的建立

• 批准号: 21H02987
• 负责人: 奥山 宏臣
• 金额: $ 11.07万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 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-21H02987/
• 关键词: 気管再生; 大動物実験; コラーゲン組織; 組織工学; 再生医療; 生体内組織工学; 細胞自己凝集化技術; 軟骨培養; 有茎移植; 大動物; 気管移植; 軟骨再生; 細胞外マトリックス; 気管狭窄症; コラーゲンチューブ

われわれは、難治性小児気管・気管支先天異常に対する再生治療として、自己由来組織を用いた生体適合性の高い再生気管の開発を目指している。これまでに小動物（齧歯類）モデルを用いて、①生体内組織工学技術で作成したコラーゲン筒状組織と②独自培養技術により作成したscaffold-free軟骨輪の二つを生体内で組み合わせた新規代用気管構造物（通称：hybrid-biotube）を開発し、代用気管組織で使用可能であることを報告してきた。本研究課題においては、よりヒト小児に近い気管サイズを有する動物モデルを用いて、hybrid-biotubeの作成・移植可能性についてコンセプト実証実験を行うことが目的である。モデル動物としてNew Zealand rabbitを継続して使用している。昨年度に気管用hybri-biotubeの専用鋳型を製作した。この鋳型をRabbit皮下に埋入し、コラーゲン筒状組織の作成を試み、手術プロトコールを確立した。細胞自己凝集化技術(cell-self aggregation technology: CAT)によるscaffold-free 軟骨輪 の作成プロトコールの確立について、Rabbit軟骨を用いて初めて十分な強度を持つscaffold-free 軟骨輪が作成し得た。具体的に、autologousにてRabbit肋軟骨より軟骨検体を採取し、硝子軟骨細胞を培養した。採取した軟骨細胞は培養にて良好な増殖能を示した。続いて軟骨細胞を分化し、Rabbit気管形成に必要な気管サイズ（内径6mm、外径8mm）のリング状に軟骨細胞を自己凝集化した。3週間の培養プロトコールにて上述のサイズを満たすscaffold-free軟骨輪の作成が可能となった。作成された軟骨輪は強度を有し、移植片として機能することが期待される。

The aim of this study is to provide guidance for the development of regenerative therapy for congenital abnormalities of refractory small ducts and branches, and for the development of high fitness regenerative ducts for use in self-derived tissues. In vivo tissue engineering techniques for the preparation of scaffold-free cartilage rings and in vivo assembly techniques for the preparation of novel surrogate tube structures (commonly known as hybrid-biotubes) are reported. This research topic is aimed at the development of animal models for use in hybrid biotube-making and transplantation. New Zealand rabbit is a natural animal. A special type of hybri-biotube was produced last year. The Rabbit was buried under the skin, and the tubular tissue was created. Cell-self aggregation technology (CAT) is used to create scaffold-free cartilage wheels. Specific, autonomous Rabbit costal cartilage samples were collected and cultured. Chondrocytes were cultured and showed good reproductive performance. Chondrocyte differentiation and Rabbit tube formation are necessary for tube formation (inner diameter 6mm, outer diameter 8mm) and aggregation of chondrocytes. 3 weeks of culture time to create scaffold-free cartilage wheel The strength and function of the graft are expected.

项目成果

Scaffold-free 軟骨リングで強化されたコラーゲンチューブによる気管再生技術～ ラットモデルにおける全周性気管置換～

使用无支架软骨环加固胶原管的气管再生技术 ~ 大鼠模型的环周气管置换 ~

• 发表时间: 2022
• 作者: 瀧 由樹;河野 貴史;照山 杏子;一城 貴政;河野 聡美;高 躍;藤本 真徳;橋本直子;佐久間一基;永野秀和;田中知明;奥山宏臣
• 通讯作者: 奥山宏臣

Successful tracheal regieneration by biofabricated autologous tracheal analog without artificial material supports

通过生物制造的自体气管模拟物成功进行气管再生，无需人工材料支撑

• 发表时间: 2022
• 作者: Hiwatashi Shohei;Iwai Ryosuke;Nakayama Yasuhide;Moriwaki Takeshi;Okuyama Hiroomi
• 通讯作者: Okuyama Hiroomi