Development of the organ regenerative technology by clarifying the mechanism of renal repair focusing on extracellular environment

本研究では、生体由来の細胞外マトリックスから成る臓器骨格が、組織再生の三要素に当たる「足場」/「生理活性物質」として重要な役割を果たし、臓器修復/再生を誘導する効果とメカニズムを、本来体内で修復しないとされる腎臓を対象として、骨格内部に起こる腎小体を含む微細連続構造・機能の修復過程に着目し、Single Cell解析・マイクロ流体デバイスを用いた詳細な細胞動態解析と、臨床応用を見据えた慢性腎障害モデルブタを駆使して明らかにする。研究分担者として大動物の腎障害モデルを泌尿器科医の松本が、Single Cell解析・マイクロ流体デバイス解析を産総研の足達が、それぞれ高い専門性を持って担当し、長く培ってきた脱細胞化骨格技術と知見を最大限に生かし、未だ明らかでない体内における腎臓修復/再生メカニズムの解明と、それに裏打ちされた新たな腎障害治療法の開発を目指すことを目的とした。当該年度の成果として、動物体内で腎臓骨格内部に遊走した細胞を抽出しSingle Cell解析を行うことで、前駆細胞を含め抗線維化、抗炎症に関わる細胞群が経時的に遊走し機能すること、また血管内皮細胞・腎尿細管上皮細胞を用いた実験で、72時間の経過観察を行って立体的管腔構造の形成とその評価を実証した。さらに、片腎の1/3を切除したブタ腎障害モデルを用いて、腎臓骨格を切断面に縫合接着させ、CCrやGFRなど生化学的評価、ダイナミック造影CT、ドップラーエコー、C アーム造影、病理組織学的評価を実施し、骨格の機能を臨床病理学的に示した。

本研究では、生体由来の細胞外マトリックスから成る臓器骨格が、組織再生の三要素に当たる「足場」/「生理活性物質」として重要な役割を果たし、臓器修復/再生を誘導する効果とメカニズムを、本来体内で修復しないとされる腎臓を対象として、骨格内部に起こる腎小体を含む微細連続構造・機能の修復過程に着目し、Single Cell解析・マイクロ流体デバイスを用いた詳細な細胞動態解析と、臨床応用を見据えた慢性腎障害モデルブタを駆使して明らかにする。研究分担者として大動物の腎障害モデルを泌尿器科医の松本が、Single Cell解析・マイクロ流体デバイス解析を産総研の足達が、それぞれ高い専門性を持って担当し、長く培ってきた脱細胞化骨格技術と知見を最大限に生かし、未だ明らかでない体内における腎臓修復/再生メカニズムの解明と、それに裏打ちされた新たな腎障害治療法の開発を目指すことを目的とした。当該年度の成果として、動物体内で腎臓骨格内部に遊走した細胞を抽出しSingle Cell解析を行うことで、前駆細胞を含め抗線維化、抗炎症に関わる細胞群が経時的に遊走し機能すること、また血管内皮細胞・腎尿細管上皮細胞を用いた実験で、72時間の経過観察を行って立体的管腔構造の形成とその評価を実証した。さらに、片腎の1/3を切除したブタ腎障害モデルを用いて、腎臓骨格を切断面に縫合接着させ、CCrやGFRなど生化学的評価、ダイナミック造影CT、ドップラーエコー、C アーム造影、病理組織学的評価を実施し、骨格の機能を臨床病理学的に示した。