担当区分：研究代表者 

配分額：4160000円 （ 直接経費：3200000円 、 間接経費：960000円 ）

乳癌術後の乳房再建術に用いられるシリコンブレストインプラント（以下SBI）には、表面が凹凸のテクスチャード型SBIと、表面滑らかなスムース型SBIがある。テクスチャード型SBIはブレストインプラント関連未分化大細胞性リンパ腫の発症リスクがあり、一方でスムース型SBIは被膜拘縮や破損のリスクがある。本研究ではSBIを機能性ペプチドで加工して、それぞれの問題を予防できるSBIの新規開発を目指している。

担当区分：研究分担者 

本研究の目的は神経線維腫症1型(NF-1)の創傷治癒から瘢痕抑制のメカニズムを解明し、scarless wound healingを可能とする新規治療薬を開発することである。NF-1では手術後の瘢痕が目立ちにくく、肥厚性瘢痕やケロイドを生じにくいことが経験的に知られているが、NF-1の創傷治癒過程における過剰な瘢痕形成を抑制するメカニズムは明らかではない。現在行われている瘢痕治療の効果は限定的であり、手術や外傷後に傷あとが残ることは不可避であったが、NF-1に特有な創傷治癒メカニズムを再現することで、scarless wound healingの実現を試みる。
現在行われている瘢痕治療の効果は限定的であり、手術や外傷後に傷あとが残ることは不可避である。一方、神経線維腫症１型（NF-1）では手術後の瘢痕が目立ちにくく、肥厚性瘢痕やケロイドを生じにくいことが経験的に知られているが、NF-1の創傷治癒過程における過剰な瘢痕形成を抑制するメカニズムは明らかではない。本研究の目的は、NF-1の創傷治癒から瘢痕抑制のメカニズムを解明し、scarless wound healingを可能とする新規治療薬を開発することである。
本年度はヒト皮膚線維芽細胞を用いた実験系の確立に焦点を当てて研究を行った。まずNF-1患者・非患者をリクルートし、これらのドナーから皮膚組織を採取した。皮膚組織から線維芽細胞の単離培養を行ったところ、これらの培養線維芽細胞は安定的に継代することができ、核酸抽出が可能であった。次にin vitroで創傷環境を再現するための刺激実験を行った。NF-1非患者から単離培養した正常皮膚線維芽細胞の培養液中へTGFβ-1を24時間添加し、主要な創傷治癒関連遺伝子の発現量を定量した。その結果、筋線維芽細胞マーカーであるαSMAの発現量はTGFβ-1刺激後に上昇することが確認できたものの、一方で組織修復に必要な細胞外基質であるⅠ型コラーゲンを構成するCOL1A2の発現量はTGFβ-1刺激後も不変であった。次年度以降は、より生体内に近い創傷環境を培養線維芽細胞で再現するための刺激条件を引き続き検討することに加えて、網羅的遺伝子発現解析を行う予定である。
ドナーから採取した検体からの線維芽細胞単離およびRNA抽出に関しては予定通り進めることができたが、培養条件下で創傷環境を再現するための刺激条件の最適化が予想以上に困難であった。成長因子およびサイトカインを用いた刺激条件の検討が引き続き必要であるものの、本年度は研究代表者が産前産後休暇を取得したため進捗が遅れている。
今後の解析を進めるにあたって、より生体内に近い創傷環境を培養線維芽細胞で再現する必要がある。成長因子およびサイトカインを用いた刺激条件を引き続き検討する予定である。

担当区分：研究分担者 

遠隔部に生きたまま組織を移植する技術である遊離皮弁移植術において重要なことは1～3mmという非常に細い血管を吻合することにある。吻合そのものに加え、術後の血管の開存の判断にも熟練を要し、難渋することが少なくない。本研究の目的は、血管吻合後の血流の波形を、近年注目されている技術である深層学習を利用して解析を行い、開存度の判定を行うモニタリングシステムを開発することである。これにより、血管閉塞の早期発見および閉塞傾向の解析を行うことで開存度そのものの向上を目指す。

担当区分：研究分担者 

ケロイドは外的刺激などにより組織の繊維が増殖性に反応し、異常瘢痕を形成するもので、疼痛・掻痒・瘢痕拘縮といった症状に悩まされる。罹患者は国内で年間10万人といわれている。ケロイドは周囲の組織へ進展し、切除しても再発を繰り返すため難治であり、現在の治療はステロイドの外用や局所注射、切除と放射線治療などが行われているが、これらは基本的には対症療法であり、その原因の解明および病因に沿った治療が望まれている。本研究では、ケロイドにおけるエピジェネティクス機構の一端を解明し、エピジェネティクス治療薬によるケロイドの治療が可能であるかを検証することを目的とする。
ケロイドは外的刺激などにより組織の繊維が増殖性に反応し、異常瘢痕を形成するもので、疼痛・掻痒・瘢痕拘縮といった症状に悩まされる疾患である。罹患者は国内で年間10万人といわれている。ケロイドは周囲の組織へ進展し、切除しても再発を繰り返すため難治であり、現在の治療はステロイドの外用や局所注射、切除と放射線治療などが行われているが、これらは基本的には対症療法であり、その原因の解明および病因に沿った治療が望まれている。本研究は、ケロイドにおけるエピジェネティクス機構の一端を解明し、エピジェネティクス治療薬によるケロイドの治療が可能であるかを検証することを目的として行った。本年度は昨年度に引き続き、手術時にヒトから採取した瘢痕（ケロイド、肥厚性瘢痕、正常瘢痕）を用いてケロイド組織特異的な遺伝子発現パターンに着目し、RNAシークエンス解析を行った。これにより以下の結果が得られた。
ケロイド組織と正常瘢痕組織の活性化線維芽細胞の豊富な領域の比較したところ、いくつかの発現変動遺伝子が抽出された。次に、これらのケロイド特異的な発現変動遺伝子に対して定量PCRを行ったところ、Gene1（仮称）はケロイド組織中でmRNA発現量が有意に上昇していることが検証できた。また同時に、免疫組織化学染色においてもGene1タンパクは正常瘢痕組織よりもケロイド組織中で高く発現していることが分かった。今後はin vitroでのGene1陽性線維芽細胞の機能解析を予定している。
本年度までにRNAシークエンス解析でケロイド特異的な遺伝子発現パターンの同定を行っており、ある程度の成果が得られているが、ケロイド組織の検体収集が予想以上に困難であった。そのため予定していたin vitroでの実験が遅れている。
昨年度までにGene1がケロイド組織中で高発現することを発見したため、Gene1発現線維芽細胞の機能解析を準備中である。

担当区分：研究分担者 

ケロイドや肥厚性瘢痕は、拘縮・疼痛や醜状など患者の負担は大きく、また治療難渋する症例も少なくなく、新たな治療法の開発が期待されている。近年、大気圧プラズマ研究の進歩により、細胞増殖・分化などに対する様々な影響が報告され始めた。その中で、筋線維芽細胞への分化やその増殖を、大気圧プラズマが制御できないか、という着想に至った。本研究では、①大気圧プラズマのラジカル分布パターン解析、②大気圧プラズマの皮膚創傷治癒関連細胞に与える影響の解析、③ケロイド・肥厚性瘢痕動物モデルで、大気圧プラズマによる発症・進展予防や治療の効果検討を行い、大気圧プラズマによるケロイド・肥厚性瘢痕に与える影響について検討する。
細胞レベルでの大気圧プラズマの肥厚性瘢痕・ケロイドに対する影響を調べるため、ケロイド・肥厚性瘢痕組織において重要な挙動を示す線維芽細胞に引き続き焦点を当てた。一昨年市販のヒト正常真皮由来およびケロイド由来線維芽細胞の比較で、細胞増殖は両細胞とも希釈するに従い亢進し、1/32倍以下の濃度では一定となった結果を得ていた。昨年度はプラズマ照射液の培地に添加する濃度の最適化をめざし、多くのドナー由来細胞で検討しようと計画したが、COVID19感染症蔓延のためドナー細胞収集に難渋していたが、本年度もドナーがなかなか集めることができなかった。現状で得られたサンプル数の細胞では結果のバラツキが大きく、条件の至適化ができていないのが現状である。
ケロイド・肥厚性瘢痕動物モデルで、大気圧プラズマによる発症・進展予防や治療の効果検討を行うため、その作成を行った。当初の文献に従って行った肥厚性瘢痕モデル（肥厚性瘢痕の深部を半分切除、皮下ポケット内に移植、２週後に移植片上の皮膚を切除）は一度正着したように見えるが、１ヶ月以降で移植した皮膚が壊死してしまった。その改善として移植片を５ミリほどとかなり小さくかつ薄く加工すると生着が改善するが、肥厚性瘢痕継のような外観が失われてしまうものが多くなり、更なる改善を要する結果となった。ケロイドモデルに関してはCOVID感染症蔓延の影響か、ドナーが１名もおらず作成できなかった。
動物モデルの作成に難渋しており、プラズマ照射液の動物モデル注入はストップしている。
正常線維芽細胞増殖を抑制せず、筋線維芽細胞増殖を抑制するプラズマ照射液の条件がドナーや細胞腫各ごとに異なり、ドナーの確保が最重要課題であったが、本年度もCOVID19感染症蔓延のためドナー数確保が困難を極め、現時点で最適化できていない。俣長期経過観可能なモデルも再検討を要する状態であり、実験が計画通りに進行できていない。
まずは研究分担者らと検討の上、本年度以上のプラズマ照射培地を作成し、ヒト正常線維芽細胞の増殖を抑制せず、筋線維芽細胞の増殖を抑制するような条件を検討し、プラズマ照射培地の最適化を継続して行う。Covid-19の感染も徐々に制御でき始めており、ドナーの確保ができると考えている。その上で、申請書の計画に沿って行う。