3次元血管化膵組織による1型糖尿病に対する新規膵島移植治療の開発

使用 3D 血管化胰腺组织开发新型胰岛移植治疗 1 型糖尿病

基本信息

批准号：
21K08643
负责人：
高市翔平
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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

项目摘要

1型糖尿病患者に対する根治療法として、膵β細胞補充療法である膵島移植が施行されているものの、ドナー不足が膵島移植治療の制限の1つとなっている。これに対し、細胞ソースとして多能性幹細胞由来β細胞を使用し、その安全な移植部位である皮下への移植により、この問題を克服できる可能性があるが、皮下は組織生着に必要な血流に乏しい。本研究は、LbL法を用いて細胞の積層化を可能にする技術を利用して、血管化組織を構築し、血流が乏しいという問題点を克服し得る1型糖尿病に対する新規皮下移植法を開発することを目的とした。その結果は、in vitro実験では、血管化組織において、インスリン遺伝子発現およびインスリン分泌量の有意な上昇を認めた。in vivo実験では、非血管化組織群およびコントロール群と比較し、血管化組織群において、随時血糖値およびグルコース負荷試験での血糖値の有意な低下を認めた。また、血管化組織群では、移植組織片の摘出後に随時血糖値の再上昇を認めた。摘出した組織の免疫組織化学染色では、血管化組織群で、単位スフェロイド当たりのインスリン陽性細胞の占める面積が有意に広く、加えてグラフト内血管数を多く認めた。また由来血管の評価を行い、血管化組織内でレシピエント由来血管が経時的に増加することを確認し、さらにはグラフト由来血管と吻合する所見を認めた。以上より、LbL法を用いて開発した血管化組織の皮下移植により、糖尿病化マウスの血糖値の改善を認め、1型糖尿病に対する治療効果を認めた。その機序としてレシピエント由来の血管新生が考えられた。本手法は、1型糖尿病患者に対する新規皮下移植法の開発に有用である可能性が示唆された。本年度は、本研究をより臨床的に応用可能な方法を開発することを目的に、間質細胞として共培養に用いる細胞種の検討を行った。

尽管胰岛移植（即胰腺β细胞替代疗法）已被用作1型糖尿病患者的根治性治疗方法，但胰岛移植治疗的局限性之一是缺乏供体。另一方面，可以通过使用多能干细胞衍生的β细胞作为细胞来源并将其移植到安全的移植部位（皮下）来克服这个问题，但是皮下对于组织移植来说是必要的。本研究利用LbL方法进行细胞分层的技术来构建血管化组织，并开发了一种针对1型糖尿病的新型皮下植入方法，该方法可以克服发育不良的血流问题。结果表明，体外实验显示血管化组织中胰岛素基因表达和胰岛素分泌显着增加。在体内实验中，与非血管化组织组和对照组相比，在随机和葡萄糖耐量测试中观察到血管化组织组的血糖水平显着降低。此外，在血管化组织组中，移植组织被移除后，血糖水平随时会再次上升。切除组织的免疫组织化学染色显示，在血管化组织组中，每单位球体中胰岛素阳性细胞所占据的面积明显更大，此外，还观察到移植物内有更多数量的血管。我们还评估了衍生血管，并证实血管化组织内受体衍生血管的数量随着时间的推移而增加，并且我们还观察了移植衍生血管的吻合。基于上述，使用LbL方法开发的血管组织皮下移植改善了糖尿病小鼠的血糖水平，并被发现可有效治疗1型糖尿病。受体衍生的血管生成被认为是其机制。有人建议该方法可能有助于为1型糖尿病患者开发一种新的皮下移植方法。今年，我们研究了用于共培养的基质细胞的细胞类型，目的是开发一种方法，使这项研究在临床上更适用。

项目成果

期刊论文数量（2）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Three-dimensional Vascularized β-cell Spheroid Tissue Derived From Human Induced Pluripotent Stem Cells for Subcutaneous Islet Transplantation in a Mouse Model of Type 1 Diabetes

源自人诱导多能干细胞的三维血管化 β 细胞球体组织用于 1 型糖尿病小鼠模型皮下胰岛移植

DOI：
10.1097/tp.0000000000003745
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
6.2
作者：
Takaichi Shohei;Tomimaru Yoshito;Akagi Takami;Kobayashi Shogo;Fukuda Yasunari;Toya Keisuke;Asaoka Tadafumi;Iwagami Yoshifumi;Yamada Daisaku;Akita Hirofumi;Noda Takehiro;Gotoh Kunihito;Doki Yuichiro;Akashi Mitsuru;Eguchi Hidetoshi
通讯作者：
Eguchi Hidetoshi

教室におけるこれまでの1型糖尿病に対する再生医療と今後の展開

1 型糖尿病再生医学的课堂和未来发展

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
富丸慶人; 小林省吾; 佐々木一樹; 岩上佳史; 山田大作; 野田剛広; 高橋秀典; 土岐祐一郎; 江口英利
通讯作者：
江口英利

Three-dimensional Vascularized β-cell Spheroid Tissue Derived From Human Induced Pluripotent Stem Cells for Subcutaneous Islet Transplantation in a Mouse Model of Type 1 Diabetes

源自人诱导多能干细胞的三维血管化 β 细胞球体组织用于 1 型糖尿病小鼠模型皮下胰岛移植

DOI：
10.1097/tp.0000000000003745
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
6.2
作者：
Takaichi Shohei;Tomimaru Yoshito;Akagi Takami;Kobayashi Shogo;Fukuda Yasunari;Toya Keisuke;Asaoka Tadafumi;Iwagami Yoshifumi;Yamada Daisaku;Akita Hirofumi;Noda Takehiro;Gotoh Kunihito;Doki Yuichiro;Akashi Mitsuru;Eguchi Hidetoshi
通讯作者：
Eguchi Hidetoshi

教室におけるこれまでの1型糖尿病に対する再生医療と今後の展開

1 型糖尿病再生医学的课堂和未来发展