最先端材料科学研究: 磁気で加速する血管新生
2021/07/28
https://e-materials.net/stam/
Science and Technology of Advanced Materials誌 プレスリリース
配信元:国立研究開発法人 物質・材料研究機構 (NIMS)・〒305-0047 茨城県つくば市千現1-2-1
Date: 28 July 2021
最先端材料科学研究: 磁気で加速する血管新生
(Tsukuba 28 July 2021) 磁場印加が損傷組織再生のための血管新生を加速させる
論文情報
タイトル:Magnetic stimulation of the angiogenic potential of mesenchymal stromal cells in vascular tissue engineering
著者:Ana C. Manjua, Joaquim M. S. Cabral, Carla A. M. Portugal* &Frederico Castelo Ferreira**
*LAQV-REQUIMTE, Departamento de Química, NOVA School of Science and Technology, Universidade Nova de Lisboa, Caparica, Portugal
**Department of Bioengineering and iBB – Institute for Bioengineering and Biosciences, Instituto Superior Técnico, Universidade de Lisboa, Lisboa, Portugal
引用:Science and Technology of Advanced Materials Vol. 22 (2021) p. 461
磁性粒子を含む足場材に間葉系間質細胞(Mesenchymal stromal cells:MSCs)を培養し、弱い磁場を印加すると、MSCsはより多くの血管内皮成長因子-A(Vascular endothelial growth factor-A:VEGF-A)を分泌し、血管新生を促すことが試験管内、生体内いずれの実験でも見出された。
虚血により損傷を受けた組織の血管形成を促し、血流を回復するために、損傷組織に血管新生因子を送達するという血管新生治療は20年ほども前から提案されている。しかし、今でも血管、特に心血管損傷の罹患率は高く、世界の年間死亡率の30%以上を占めている。投薬による内科治療、バイパス手術、ステント挿入などの外科治療が行われるが、血行の回復は十分達成されているとは言い難い。血管を新生させ、損傷組織を置き換えるという組織工学としての新しい工夫が求められている。
Science and Technology of Advanced Materialsに、ポルトガル国リスボン大学、Federico Ferreiraらが発表した論文 Magnetic stimulation of the angiogenic potential of mesenchymal stromal cells in vascular tissue engineering において、間葉系間質細胞を用いて血管新生させるという細胞治療法を試みる際、細胞に弱い外部磁場を印加すると、血管新生の効力をより強くする、ということが報告されている。
著者らは、提供されたヒト骨髄から採取したMSCsを用いた。このMSCsは幹細胞の一種で、種々の異なる細胞に変化できるとともに、血管形成を促進するVEGF-Aを分泌する。このMSCsを、酸化鉄の磁性ナノ粒子を含む二種のヒドロゲル足場材;ポリビニールアルコールおよびゼラチンの上で培養し、0.08Tの弱い磁場を24時間印加した。その結果、ポリビニールアルコールゲル上で培養したMSCsによるVEGF-A産生は、磁場の印加後減少したが、ゼラチンゲル上で培養したMSCsによるVEGF-A産生は、磁場印加後増加し、しかも、このVEGF-A抽出物には、ヒト血管内皮細胞が枝状血管網を発芽新生させるのを促進する効果があることが認められた。
さらに、ヒト臍帯静脈内側から取り出した内皮細胞を培養皿の上に間隔を開けて並べ、これにゼラチンゲル上で磁場処理したMSCsを加えると、細胞は20時間で間隔を狭めるように移動した。これは、磁場処理を受けなかった細胞の場合には30時間を要したのに比べて格段に速くなっていると言える。培養皿の下に直接磁石を置くと、細胞はちょうど4時間で間隔を狭め始めた。
また、ゼラチンゲル上で磁場処理したMSCsが産生したVEGF-Aを、ヒヨコ胚に加えると血管の形成を増加させることも見出された。ただこの結果の確認には追加の研究が必要である。
磁場が細胞に印加された時、分子レベルで何が起こっているかを理解するにはさらなる研究が必要である。しかし、血管の損傷部位に酸化鉄ナノ粒子とMSCsを内包するゼラチンゲルを置き、短時間磁気処理することで血管損傷を治癒させることがいずれできるようになる、と著者たちは述べている。他方、ポリビニールアルコールゲル上で磁気処理されたMSCsのVEGF-A産生は減少し、血管の成長が抑制されるので、がん細胞の増殖を抑制できる可能性があると著者らは示唆している。
著者たちは、MSCsが磁場に晒された時、どの代謝経路が活性化されるのかを突き止めたいとしている。それにより、このMSCsに磁場を印加するという技術の理解が進み、より広い分野への応用が期待できる、としている。
【画像:https://kyodonewsprwire.jp/img/202107288242-O1-AL1606Dt】
図の説明:ヒト間葉系間質細胞(MSCs)を、酸化鉄を含むポリビニールアルコールまたはゼラチンのヒドロゲル磁性足場培地に置き、磁場(0.08T)を印加すると、ゼラチンヒドロゲル上のMSCsは血管内皮成長因子-A(VEGF-A)を分泌する。このVEGF-Aで血管内皮細胞を刺激すると、試験管内および生体内のいずれの実験においても血管形成の促進が観察された。
論文情報
タイトル:Magnetic stimulation of the angiogenic potential of mesenchymal stromal cells in vascular tissue engineering
著者:Ana C. Manjua, Joaquim M. S. Cabral, Carla A. M. Portugal* &Frederico Castelo Ferreira**
*LAQV-REQUIMTE, Departamento de Química, NOVA School of Science and Technology, Universidade Nova de Lisboa, Caparica, Portugal;**Department of Bioengineering and iBB – Institute for Bioengineering and Biosciences, Instituto Superior Técnico, Universidade de Lisboa,
Lisboa, Portugal
引用:Science and Technology of Advanced Materials Vol. 22 (2021) p. 461
最終版公開日:2021年6月28日
本誌リンク https://doi.org/10.1080/14686996.2021.1927834(オープンアクセス)
Science and Technology of Advanced Materials誌は、国立研究開発法人 物質・材料研究機構(NIMS)とEmpaが支援するオープンアクセスジャーナルです。
企画に関する問い合わせ: stam-info@ml.nims.go.jp
マイナ憎しで王林、内藤剛志、きんに君を炎上させようと必死なマスコミに……「タレントに罪はない」の声
東京・品川の住宅で母子4人死亡、首や胸に刃物の傷 父は煙吸い込む
【阪神】岡田監督「やられるパターンやけどな」1万試合目「岡田の野球」で貯金今季最多の7に
自称「カトパン」似の100キロ女芸人、ブラトップ姿でダンス「躍動する脂肪、頼りない足首」
57歳&66歳のレジェンド女優が登場「だれかtoなかい」SMAPとの共演マル秘トークも展開
植村あかり4冊目の写真集発売「夢のような1冊」6月の卒コンへ「曲数は“23”にしたい」
動物病院を『キャバクラ』だと思っている犬…女性看護師への対応が75万再生「人なら訴えられてるw」「男の先生無視するの笑う」と爆笑の声
【阪神】大山悠輔2戦連続V打点もその後好機に凡退反省「追加点取れるチャンスいっぱいあった」
【阪神】森下翔太「見ながら追えた」大飛球フェンスギリギリ好捕「大山さんにつなぐ意識」で犠飛
父は元広島投手、19歳美女タレントが始球式登板に感謝 九里亜蓮とのツーショットも公開
何があった!?「エアコン」が想定外の壊れ具合!投稿者に話を聞いた
TikTokを賑わす「フエラムネごめんなサイダー味」がセブンイレブンで再販!じゅるるマスカットも買うなら今!
小倉優子、不自然な“二重ライン”にネット騒然「やっぱり整形?」
ユーチューバーもこう氏、元彼女・成海瑠奈について赤裸々告白
元めちゃイケメンバーの三中元克(32)現在は何をしているのか調べてみた!
玉置浩二の妻、青田典子(53)の現在がとんでもない事になっていると話題に
吉住、なぜかR-1グランプリの大爆笑ネタが炎上させられてしまう事態に
藤田ニコル「初めてした日」ゆうちゃみ「体位とかも全部」親に明かしたギャル的「性事情」に騒然
ガーシーが綾野剛のLINE公開でネット騒然「ショック」「すごいエンタメ」
俳優の中尾彬さんが死去、81歳 幅広く活躍 トレードマークは「ねじねじ」 妻は池波志乃
何があった!?「エアコン」が想定外の壊れ具合!投稿者に話を聞いた
岡本夏生(56)、1600日ぶりにブログを更新した現在が衝撃
玉置浩二の妻、青田典子(53)の現在がとんでもない事になっていると話題に
ユーチューバーもこう氏、元彼女・成海瑠奈について赤裸々告白
元めちゃイケメンバーの三中元克(32)現在は何をしているのか調べてみた!
TikTokを賑わす「フエラムネごめんなサイダー味」がセブンイレブンで再販!じゅるるマスカットも買うなら今!
ヒカル、浮気相手とのLINE流出にドン引きの声「キモすぎる」「吐きそう」
ガーシー、またも綾野剛の暴露写真でネット歓喜「この写真見て笑っちゃう」
完全にダマされた! 『ラヴィット!』あのちゃん“事故レベル”大暴走は『水ダウ』遠隔操作のしわざだった ネットも納得
小倉優子、不自然な“二重ライン”にネット騒然「やっぱり整形?」
マイナ憎しで王林、内藤剛志、きんに君を炎上させようと必死なマスコミに……「タレントに罪はない」の声
【阪神】岡田監督「やられるパターンやけどな」1万試合目「岡田の野球」で貯金今季最多の7に
東京・品川の住宅で母子4人死亡、首や胸に刃物の傷 父は煙吸い込む
自称「カトパン」似の100キロ女芸人、ブラトップ姿でダンス「躍動する脂肪、頼りない足首」
57歳&66歳のレジェンド女優が登場「だれかtoなかい」SMAPとの共演マル秘トークも展開
動物病院を『キャバクラ』だと思っている犬…女性看護師への対応が75万再生「人なら訴えられてるw」「男の先生無視するの笑う」と爆笑の声
植村あかり4冊目の写真集発売「夢のような1冊」6月の卒コンへ「曲数は“23”にしたい」
【阪神】森下翔太「見ながら追えた」大飛球フェンスギリギリ好捕「大山さんにつなぐ意識」で犠飛
【阪神】大山悠輔2戦連続V打点もその後好機に凡退反省「追加点取れるチャンスいっぱいあった」
何があった!?「エアコン」が想定外の壊れ具合!投稿者に話を聞いた