輪状軟骨パターン形成メカニズムに基づく移植可能な気管組織創出への挑戦

基于环状软骨模式形成机制创建可移植气管组织的挑战

• 批准号: 22K16171
• 负责人: 古川 可奈
• 金额: $ 3万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K16171/
• 关键词: 輪状軟骨; 気管; 再生医療; ES細胞; 人工臓器

呼吸器を初めとした高度に組織化された臓器は、多くの移植を必要としている患者が長期間の待機を余儀なくされているにも関わらず、人為的な作成が困難な状況にある。発生学のこれまでの歴史から、各臓器形成において重要な因子やシグナル経路は明らかとなってきた。しかし、立体化や巨大化に必須である力学的メカニズムや細胞の的確な配置制御メカニズムの多くは未解明のままである。そこで本研究では、これまでの遺伝学的解析ではなく、細胞工学技術を活かして生体に近い輪状軟骨パターンをもった移植可能な気管組織の創出を目指す。その第一歩として、令和４年度では、発生期の気管組織を模したPDMSデバイスの形状検討および、マウスES細胞を用いた分化誘導法の改善検討を行った。その結果、ある形状のPDMSデバイスを用いたマウスES細胞分化誘導法にて、世界で初めて細長い形状の人工軟骨組織を２次元培養下において形成することに成功した。しかし、得られた細長い形状の人工軟骨組織は成熟度合が十分ではないことや、細長い形状の軟骨組織の誘導効率が本研究の目標よりも低い結果であった。今後は、PDMSデバイスの形状検討および播種のタイミングや、人工軟骨組織の成熟化を一層促進できる可能性が高い液性因子を複数見出すことができているため、これらを用いた培養条件の検討を進めることで、生体に近い輪状軟骨パターンをもった移植可能な人工気管組織作製を行っていく。

尽管许多需要移植的患者长期等待，但高度组织的器官，包括呼吸系统，很难人为地创建。胚胎学的历史揭示了器官形成中的重要因素和信号途径。但是，许多对于三维和大规模形成至关重要的机械机制和机制以及准确调节细胞放置的机制仍不清楚。因此，在这项研究中，我们旨在使用细胞工程技术创建具有类似于生物体的环状软骨模式的可植入的气管组织。作为第一步，在2022年，我们研究了模仿天气气管组织的PDMS设备的形状，并研究了使用小鼠ES细胞的分化诱导方法的改进。结果，世界上第一个成功形成人造软骨组织，在二维培养中使用特定形状的PDMS设备在二维培养中具有细长形状。然而，获得的长长，细长形状的人造软骨组织还不够成熟，软骨组织的细长形状的效率低于本研究的靶标。将来，可以发现多种流体因素，这些流体因子可能会进一步促进PDMS设备的形状和播种以及人造软骨组织的成熟。通过继续使用这些研究研究培养条件，我们将继续生产具有类似于生物体的植入植入的人造气管组织。

项目成果

輪状軟骨の“パターン”と“形”を生み出す謎を解く

解开环状软骨的“图案”和“形状”之谜

• 发表时间: 2023
• 作者: 園田桂子;永瀬聡;相庭武司;加藤浩一;志賀剛;草野研吾; 堀江稔;大野聖子;Takashi Ishii Yusuke MurakamiTomoya Narita Takahide Nagase Naomi Yamashita;古川可奈
• 通讯作者: 古川可奈

人工立体組織を作るぞ！ ～若手研究者の飽くなき探究心と挑戦～

让我们创建一个人造三维组织！

• 发表时间: 2022
• 作者: 園田桂子;永瀬聡;相庭武司;加藤浩一;志賀剛;草野研吾; 堀江稔;大野聖子;Takashi Ishii Yusuke MurakamiTomoya Narita Takahide Nagase Naomi Yamashita;古川可奈;古川可奈
• 通讯作者: 古川可奈