脱細胞化血管の微細構造が細胞機能を誘導することを発見

－ヒトiPS細胞由来の血管内皮細胞による人工血管再生のための設計指針を提示－

2025年9月 4日 11:00

研究者情報

〇大学院工学研究科 材料システム工学専攻
教授　山本雅哉
研究室ウェブサイト

発表のポイント

ヒトiPS細胞由来の血管内皮細胞（hiPSC-ECs）が、脱細胞化したブタ大動脈の内腔表面に接着し、血管の長軸方向に沿って整列することを確認しました。
脱細胞化処理後も血管内腔に残る生体由来の微細な表面形状（溝や凹凸）が、内皮細胞の接着性や配向、さらには機能が活性化に寄与していることが明らかになりました。
これらの成果は、生体の微細構造を活かした新たな人工血管や再生医療材料の設計戦略を提示するものであり、臓器ドナー不足や小児患者の再手術といった医療課題の解決に貢献することが期待されます。

発表概要

東京科学大学（Science Tokyo）総合研究院 生体材料工学研究所の岸田晶夫プロジェクト教授らの研究チームは、ブタなどの動物から採取した血管に「脱細胞化処理」と呼ばれる方法を施し、細胞成分を除去して細胞の足場（細胞外マトリクス、用語1）のみを残した脱細胞化血管（用語2）を作製しました。
この脱細胞化血管に、ヒトiPS細胞から作製した血管内面を覆う細胞（内皮細胞）を植え付けることで、実験室内で機能する人工血管の開発を目指しています。この技術により、体内で自ら成長・修復できる「自己成長型の血管移植片」の実現が期待されます。
本研究では、ヒトiPS細胞から誘導した内皮細胞を用い、ブタの脱細胞化血管に対する細胞の挙動を評価しました。その結果、高静水圧（High hydrostatic pressure; HHP）法［参考文献1］と呼ばれる高圧処理によって作製された脱細胞化血管では、血管内面の表面形状が良好に維持されており、この形状が内皮細胞の接着や配列、さらに血管機能に関わる遺伝子（EphrinB2など）の活性化を促進することが明らかとなりました。
この成果は、単に細胞を除去した血管組織の再生にとどまらず、血管内面の微細な構造を活かした新しい人工血管設計につながる可能性を示しています。さらに、この内面形状を活用することで、未成熟なiPS細胞の性質や機能を自在にコントロールする技術へと発展することも期待されます。
これらの技術は、より高機能かつ安全性の高い人工血管の実現に貢献するとともに、将来的には多様な再生医療への応用が期待されます。
本研究成果は、9月3日（英国時間）に「Scientific Reports」誌に掲載されました。



図1 本研究成果の概要。ブタから取り出した血管組織を脱細胞化し、ヒトiPS細胞由来の血管内皮細胞を播種することにより、再生血管の構築を目指した。特に、脱細胞化後に残る基底膜の状態が、細胞の接着や機能に重要であることを示した。

用語解説

（1） 細胞外マトリクス（ECM ; Extracellular matrix）：コラーゲンなどの生体組織の細胞以外の成分であり、細胞の足場としての役割のほかに、細胞の生存、分化、機能維持にも重要な役割を果たす。
（2） 脱細胞化生体組織：ヒトあるいは異種動物（ブタ、ウシ、ウマなど）の生体組織・臓器から免疫源となる細胞成分を除去して得られる組織・臓器である。移植用および再生医療用の足場材料や創傷治癒促進材料として広く応用されている。

論文情報

タイトル：Recellularization of decellularized vascular grafts via aligned seeding of endothelial cells derived from human iPS cells
著者： Mako Kobayashi, Kozue Murata, Masaya Yamamoto, Yoshihide Hashimoto, Tsuyoshi Kimura, Hidetoshi Masumoto, Akio Kishida
掲載誌：Scientific Reports
DOI：10.1038/s41598-025-07458-9

詳細（プレスリリース本文）

問い合わせ先

（研究に関すること）
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助教 小林真子
TEL: 022-795-7313
Email: mako.kobayashi.e1*tohoku.ac.jp
（*を@に置き換えてください）
東北大学大学院工学研究科
材料システム工学専攻
教授 山本雅哉
TEL: 022-795-7303
Email: masaya.yamamoto.b6*tohoku.ac.jp
（*を@に置き換えてください）
（報道に関すること）
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担当 沼澤みどり
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