生体内組織形成術と軟骨細胞自己凝集化技術を組み合わせた大動物気管再生モデルの確立

体内组织形成与软骨细胞自聚集技术相结合的大型动物气管再生模型的建立

• 批准号: 21H02987
• 负责人: 奥山 宏臣
• 金额: $ 11.07万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H02987/
• 关键词: 気管再生; 大動物実験; コラーゲン組織; 組織工学; 再生医療; 生体内組織工学; 細胞自己凝集化技術; 軟骨培養; 有茎移植; 大動物; 気管移植; 軟骨再生; 細胞外マトリックス; 気管狭窄症; コラーゲンチューブ

われわれは、難治性小児気管・気管支先天異常に対する再生治療として、自己由来組織を用いた生体適合性の高い再生気管の開発を目指している。これまでに小動物（齧歯類）モデルを用いて、①生体内組織工学技術で作成したコラーゲン筒状組織と②独自培養技術により作成したscaffold-free軟骨輪の二つを生体内で組み合わせた新規代用気管構造物（通称：hybrid-biotube）を開発し、代用気管組織で使用可能であることを報告してきた。本研究課題においては、よりヒト小児に近い気管サイズを有する動物モデルを用いて、hybrid-biotubeの作成・移植可能性についてコンセプト実証実験を行うことが目的である。モデル動物としてNew Zealand rabbitを継続して使用している。昨年度に気管用hybri-biotubeの専用鋳型を製作した。この鋳型をRabbit皮下に埋入し、コラーゲン筒状組織の作成を試み、手術プロトコールを確立した。細胞自己凝集化技術(cell-self aggregation technology: CAT)によるscaffold-free 軟骨輪 の作成プロトコールの確立について、Rabbit軟骨を用いて初めて十分な強度を持つscaffold-free 軟骨輪が作成し得た。具体的に、autologousにてRabbit肋軟骨より軟骨検体を採取し、硝子軟骨細胞を培養した。採取した軟骨細胞は培養にて良好な増殖能を示した。続いて軟骨細胞を分化し、Rabbit気管形成に必要な気管サイズ（内径6mm、外径8mm）のリング状に軟骨細胞を自己凝集化した。3週間の培養プロトコールにて上述のサイズを満たすscaffold-free軟骨輪の作成が可能となった。作成された軟骨輪は強度を有し、移植片として機能することが期待される。

我们旨在使用自体组织作为顽固性小儿气管和支气管先天性异常的再生治疗来开发高度生物相容性的再生气管。到目前为止，我们已经使用小动物（啮齿动物）模型开发了一种新型的气管替代结构（通常称为杂交生物体），其中两种类型的1）使用体内组织工程技术和2）使用原始培养技术创建的无骨软骨环在Vivo中使用了无原来的胶原蛋白圆柱组织，可以将其与原始培养技术相结合。这项研究主题的目的是使用带有气管大小的动物模型对杂种生物体的创造和植入性进行概念验证实验。新西兰兔子被连续用作模型动物。去年，我们为气管混合型生殖器制作了一种特殊的模具。该模板植入了兔皮肤下，并试图创建胶原蛋白管道组织，并建立了手术方案。为了建立一种使用细胞自动聚合技术（CAT）创建无脚手座软骨环的协议，只能使用兔软骨来创建具有足够强度的无脚手座软骨环。具体而言，从自体兔软骨中收集软骨标本，并培养了透明的软骨细胞。收集的软骨细胞在培养中显示出良好的增殖潜力。然后将软骨细胞分化，然后将软骨细胞自聚集成气管尺寸的环形环（内径为6 mm，外径8 mm），需要用于兔气管形成。为期三周的文化协议使创建满足上述大小的无脚手的软骨环成为可能。预计创建的软骨环将具有强度和功能作为移植物。

项目成果

Scaffold-free 軟骨リングで強化されたコラーゲンチューブによる気管再生技術～ ラットモデルにおける全周性気管置換～

使用无支架软骨环加固胶原管的气管再生技术 ~ 大鼠模型的环周气管置换 ~

• 发表时间: 2022
• 作者: 瀧 由樹;河野 貴史;照山 杏子;一城 貴政;河野 聡美;高 躍;藤本 真徳;橋本直子;佐久間一基;永野秀和;田中知明;奥山宏臣
• 通讯作者: 奥山宏臣

Successful tracheal regieneration by biofabricated autologous tracheal analog without artificial material supports

通过生物制造的自体气管模拟物成功进行气管再生，无需人工材料支撑

• 发表时间: 2022
• 作者: Hiwatashi Shohei;Iwai Ryosuke;Nakayama Yasuhide;Moriwaki Takeshi;Okuyama Hiroomi
• 通讯作者: Okuyama Hiroomi