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軟骨再生医療研究について

我々形成外科では組織を移植することにより形態や機能を改善する手術をしています。小耳症や唇顎裂などの先天奇形や外傷性顔面変形に対しては、自身の体内から採取した軟骨組織を移植する方法(自家軟骨移植法)が広く用いられています。軟骨組織は耳や鼻、あばらなどの一部を採取し、形態を加工して目的の部位へ移植することで治療を行います。この自家軟骨移植法は、移植組織形態の調整が可能であること、体内で吸収されにくいこと、シリコンなどの人工物と比較し感染を起こしにくいことから有用な治療法として世界中で広く施行されています。しかし、採取に伴う侵襲や合併症のリスク、採取可能な部位や量の制限、長期的な形態変化などが課題とされています。

軟骨再生医療は患者様から採取した細胞から再生軟骨を作製し目的の部位へ移植する治療法で、自家軟骨移植法の問題点を解決する手法として注目されています。横浜市立大学形成外科学教室では臓器再生医学教室と共に20年以上の長期にわたって基礎研究、前臨床研究を行っています。2011年に小林らはマウスの耳介軟骨前駆細胞が耳介軟骨膜に存在することを報告し(1)、同年ヒト耳介軟骨の軟骨膜層にもCD44、CD90が陽性となる軟骨前駆細胞が存在すること、またこの軟骨前駆細胞を用いて作製した再生軟骨にも軟骨膜が再生されていることを世界で初めて発見し報告しました(2)。その後はより効率的で革新的な再生軟骨作製方法の開発(3,6,8,9)や膝関節軟骨再生への応用(4.5)、ヒトへの臨床応用を見据えた前臨床研究(7)を行い継続して軟骨再生医療研究を施行しています。

軟骨前駆細胞

マウス耳介軟骨膜に偏在する軟骨前駆細胞 文献1より引用

ヒト耳介軟骨細胞

ヒト耳介軟骨細胞(左)、軟骨膜細胞(右)から再構築した再生軟骨 文献2より引用

カニクイザルを用いた自家移植系により再構築した再生軟骨 文献7より引用、抜粋

研究業績

基礎研究に関する主な英語論文

  1. Kobayashi S, Takebe T, Zheng YW, Mizuno M, Yabuki Y, Maegawa J, Taniguchi H. : Presence of cartilage stem/progenitor cells in adult mice auricular perichondrium. PLoS One. 2011;6(10):e26393.
  2. Kobayashi S, Takebe T, Inui M, Iwai S, Kan H, Zheng YW, Maegawa J, Taniguchi H. : Reconstruction of human elastic cartilage by a CD44+ CD90+ stem cell in the ear perichondrium. Proc Natl Acad Sci U S A. 2011 Aug 30;108(35):14479-84.
  3. Takebe T, Kobayashi S, Kan H, Suzuki H, Yabuki Y, Mizuno M, Adegawa T, Yoshioka T, Tanaka J, Maegawa J, Taniguchi H. : Human elastic cartilage engineering from cartilage progenitor cells using rotating wall vessel bioreactor. Transplant Proc. 2012 May;44(4):1158-61.
  4. Mizuno M, Kobayashi S, Takebe T, Kan H, Yabuki Y, Matsuzaki T, Yoshikawa HY, Nakabayashi S, Ik LJ, Maegawa J, Taniguchi H. : Brief report: reconstruction of joint hyaline cartilage by autologous progenitor cells derived from ear elastic cartilage. Stem Cells. 2014 Mar;32(3):816-21.
  5. Mizuno M, Takebe T, Kobayashi S, Kimura S, Masutani M, Lee S, Jo YH, Lee JI, Taniguchi H. : Elastic cartilage reconstruction by transplantation of cultured hyaline cartilage-derived chondrocytes. Transplant Proc. 2014 May;46(4):1217-21.
  6. Takebe T, Kobayashi S, Suzuki H, Mizuno M, Chang YM, Yoshizawa E, Kimura M, Hori A, Asano J, Maegawa J, Taniguchi H. : Transient vascularization of transplanted human adult-derived progenitors promotes self-organizing cartilage. J Clin Invest. 2014 Oct;124(10):4325-34.
  7. Kagimoto S, Takebe T, Kobayashi S, Yabuki Y, Hori A, Hirotomi K, Mikami T, Uemura T, Maegawa J, Taniguchi H. : Autotransplantation of Monkey Ear Perichondrium-Derived Progenitor Cells for Cartilage Reconstruction. Cell Transplant. 2016;25(5):951-62.
  8. Enomura M, Murata S, Terado Y, Tanaka M, Kobayashi S, Oba T, Kagimoto S, Yabuki Y, Morita K, Uemura T, Maegawa J, Taniguchi H. : Development of a Method for Scaffold-Free Elastic Cartilage Creation. Int J Mol Sci. 2020 Nov 11;21(22):8496.
  9. Oba T, Okamoto S, Ueno Y, Matsuo M, Tadokoro T, Kobayashi S, Yasumura K, Kagimoto S, Inaba Y, Taniguchi H. : In vitro elastic cartilage reconstruction using human auricular perichondrial chondroprogenitor cell-derived micro 3D spheroids. J Tissue Eng. 2022 Dec 23;13:20417314221143484.
  1. Kagimoto S, Kobayashi S, Maegawa J:Pre-Clinical study: To control autologous elastic cartilage regeneration using monkey auricular cartilage progenitor cells, (Invited speaker), Basic Research 3 Tissue Regeneration,
    PRS KOREA 2022 (Seoul, South Korea, 2022)
  2. Kagimoto S, Yabuki Y, Mikami T, Kobayashi S, Maegawa J: Pre-Clinical study: To control autologous elastic cartilage regeneration using monkey auricular cartilage progenitor cells
    10th European Plastic Surgery Research Council (Hamburg, Germany, 2018.8)
  3. Kagimoto S, Yabuki Y, Mikami T, Kobayashi S, Maegawa J: Autologous elastic cartilage regeneration for plastic surgery,Panel discussion 「Basic Research(2)」
    The 14th Korea-Japan Congress of Plastic and Reconstructive Surgery (Pyeong Chang, South Korea,2018)
  4. Kagimoto S, Yabuki Y, Mikami T, Kobayashi S, Maegawa J: Pre-clinical study: Facial contouring therapy from autologous regenerative elastic cartilage using monkey auricular progenitor cells
    Ninth International Conference Regenerative Surgery (Rome, Italy, 2017)
  5. Kagimoto S, Yabuki Y, Mikami T, Kobayashi S, Maegawa J: Autotransplantation of monkey ear perichondrium-derived progenitor cells for cartilage reconstruction
    The 16th Congress of International Society of CranioFacial Surgery,(Chiba, Japan, 2015)

研究費の取得

  • 鍵本慎太郎「『皮膚-再生軟骨複合組織』による体表欠損治療法の検討」科学研究費補助金 2022-2024年度 若手研究
  • 鍵本慎太郎「ヒト軟骨前駆細胞由来膜状軟骨によるオーダーメイド軟骨再構築法の開発」科学研究費補助金 2017-2019年度 若手研究B
  • 矢吹雄一郎「カニクイザル耳介軟骨前駆細胞の特性解析と自家細胞移植による有効性評価」科学研究費補助金 2016-2019年度 基盤研究C
  • 小林眞司「ヒト耳介軟骨前駆細胞と自己血清を用いた3次元形態を有する軟骨再生療法の開発」科学研究費補助金 2011-2013年度 基盤研究C
  • 小林眞司「症候性頭蓋縫合早期癒合症(クルーゾン/アペール/ファイファー/アントレー・ビクスラー症候群)に対する治療指針の作成および新規治療法の開発に関する研究」MHLW 厚生労働省研究事業  厚生労働科学研究費補助金(厚生科研費) 2010-2011年度
  • 小林眞司「頭蓋・顎・顔面領域におけるヒト耳介軟骨前駆細胞を用いた軟骨再生法の開発」科学研究費補助金 2008-2010年度 基盤研究C
  • 小林眞司「ヒト耳介軟骨幹/前駆細胞を用いた3次元形態を有する軟骨再生療法の開発」JST 研究成果展開事業(企業化開発・ベンチャー支援・出資)  地域イノベーション創出総合支援事業  重点地域研究開発推進プログラム  シーズ発掘試験  A:発掘型  2008年度

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