TGF-β1と線維芽細胞の配置を時空間的に制御する線維症先制治療材料の開発

申請者はこれまでに、設計したPLGA-PEG-PLGA /LAPONITE複合ゲルを線維症発症前の大腿筋および皮膚の損傷部位に投与すると、線維症の発症を未然に防いだのち、最終的に健常な組織を再建することを実証している。一方で、このPLGAーPEGーPLGA/LAPONITE複合ゲルが線維化を防ぐ詳細な作用メカニズムや、複合ゲルの安全性は未解明である。そこで今年度は、PLGAーPEGーPLGA/LAPONITE複合ゲルの線維症治療メカニズムの解明および安全性について調査した。治癒過程の組織を用いて、線維化関連因子および関連細胞であるTGFーβ１や１型コラーゲン、αーSMAおよび線維芽細胞に関する免疫組織化学染色を行なった。その結果、PLGAーPEGーPLGA/LAPONITE複合ゲルは、コンセプト通りのメカニズムに基づいて線維化を防いだことが明らかになった。具体的には、アニオン性のLAPONITEがカチオン性のTGFーβ1をゲル内に吸着・濃縮して周辺組織への拡散を防ぐ。同時に、線維芽細胞にとって足場にならないPLGAーPEGーPLGAゲルネットワークが周辺組織からの線維芽細胞のゲル内への侵入を防ぎ、TGFーβ1 と線維芽細胞を出合わせない環境を整えることで、線維症発症を防ぐというメカニズムであった。また、主要組織（心臓、腎臓、肝臓、脾臓、骨格筋）の組織学的解析(HE染色)および血液検査の結果から、PLGAーPEGーPLGA/LAPONITE複合ゲルは全身に対する副作用を引き起こさないということが実証された。以上の結果より、実験項目ⅠおよびⅢを達成した。また、第44回日本バイオマテリアル学会大会にて上記の研究成果に関する口頭発表を行った。その際、バイオマテリアル研究の最前線研究としてハイライト公演に選出された。

申請者はこれまでに、設計したPLGA-PEG-PLGA /LAPONITE複合ゲルを線維症発症前の大腿筋および皮膚の損傷部位に投与すると、線維症の発症を未然に防いだのち、最終的に健常な組織を再建することを実証している。一方で、このPLGAーPEGーPLGA/LAPONITE複合ゲルが線維化を防ぐ詳細な作用メカニズムや、複合ゲルの安全性は未解明である。そこで今年度は、PLGAーPEGーPLGA/LAPONITE複合ゲルの線維症治療メカニズムの解明および安全性について調査した。治癒過程の組織を用いて、線維化関連因子および関連細胞であるTGFーβ１や１型コラーゲン、αーSMAおよび線維芽細胞に関する免疫組織化学染色を行なった。その結果、PLGAーPEGーPLGA/LAPONITE複合ゲルは、コンセプト通りのメカニズムに基づいて線維化を防いだことが明らかになった。具体的には、アニオン性のLAPONITEがカチオン性のTGFーβ1をゲル内に吸着・濃縮して周辺組織への拡散を防ぐ。同時に、線維芽細胞にとって足場にならないPLGAーPEGーPLGAゲルネットワークが周辺組織からの線維芽細胞のゲル内への侵入を防ぎ、TGFーβ1 と線維芽細胞を出合わせない環境を整えることで、線維症発症を防ぐというメカニズムであった。また、主要組織（心臓、腎臓、肝臓、脾臓、骨格筋）の組織学的解析(HE染色)および血液検査の結果から、PLGAーPEGーPLGA/LAPONITE複合ゲルは全身に対する副作用を引き起こさないということが実証された。以上の結果より、実験項目ⅠおよびⅢを達成した。また、第44回日本バイオマテリアル学会大会にて上記の研究成果に関する口頭発表を行った。その際、バイオマテリアル研究の最前線研究としてハイライト公演に選出された。