徐放性細胞増殖因子と人工細胞外マトリックスとを用いた筋組織の再生医工学

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筋組織を再生するために、心筋細胞を虚血性心筋梗塞モデルラットの心筋内へ移植した。再生部位における血管新生や筋芽細胞の増殖を促進するために、塩基性線維芽細胞増殖因子(bFGF)および肝細胞増殖因子(HGF)を生体吸収性マトリックスより徐放化するシステムを設計した。細胞増殖因子の徐放化システムとしてゼラチンからなる生体吸収性ハイドロゲル微粒子を作製した。放射ラベル化した細胞増殖因子を含有したハイドロゲルをラット心筋に作製した虚血性心筋梗塞部位へ注入した。ハイドロゲルを注入した心筋内の残存放射活性を経時的に調べたところ、正常心筋内へ投与した場合と同様に心筋梗塞部においても細胞増殖因子を約2週間徐放化することができた。また、細胞増殖因子の残存部位は注入した部位に限局されていることがわかった。ラット胎児心筋からコラゲナーゼ消化法により単離・培養した、心筋細胞と徐放化bFGFシステムとを組み合わせてラット虚血性心筋梗塞部へ埋入した。その結果、徐放化されたbFGFにより血管新生が誘導され、良好な血流をもつ移植床においてのみ心筋細胞が生着し、有意な心機能の改善が認められた。次に、拡張型心筋症を発症するモデル動物へHGFを含有したゼラチンハイドロゲルを埋入したところ、コントロール群と比較して、心筋の繊維化が抑制されるとともに拡張型心筋症の発症を抑制できた。以上のことは、細胞増殖因子徐放化システムと細胞移植とを組み合せることによって、心筋などの筋組織を再生することができることを示している。