Tissue-engineered tracheal grafts (TETG)

Zhang, Lisa, Natalie Kelly, Kimberly M. Shontz, Cynthia L. Hill, Jacob T. Stack, Jazmin Calyeca, Laura Matrka, Audrey Miller, Susan D. ReynoldsとTendy Chiang. 「Airway disease decreases the therapeutic potential of epithelial stem cells」. Respiratory Research 25, no. 1 (2024年1月12日): 28. https://doi.org/10.1186/s12931-024-02667-8 .

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以下は、Tissue-engineered tracheal grafts (TETG) についての研究結果の要約です。TETGは、ホストによって再細胞化されるか、ホスト由来の細胞で事前にシードされることができます。しかし、気道疾患が再細胞化プロセスに与える影響は不明です。

この研究では、臨床的に必要な気管支鏡検査中に気管粘膜をブラッシングして得られた人間気管支上皮（hTBE）の再生能力が、小児48人と成人6人から採取されたものについて、気道疾患が再生能力に与える影響を調べました。

その結果、基底細胞の回収率と頻度は年齢や地域によって変化しなかったことがわかりました。第1パッセージでは、すべてのサンプルが、低細胞密度（約7000細胞/cm2）で3.5×0.5 cm2のグラフトスキャフォールドを細胞化するのに十分な細胞を産生し、43.75%が高細胞密度（約100,000細胞/cm2）でスキャフォールドを細胞化することができました。第2パッセージでは、すべてのサンプルが、両方の再細胞化モデルに必要な細胞数を産生しました。さらなる評価により、6つの小児サンプル（11％）と3つの成人サンプル（50％）に、扁平上皮基底細胞表現型を有する基底細胞が含まれていることがわかりました。これらの細胞は、極性化された上皮を形成せず、分化した分泌細胞や繊毛細胞を産生しませんでした。小児集団では、扁平上皮基底細胞表現型は、未熟児の程度（<28週、64％対13％、p=0.02）、重篤な肺疾患（83％対34％、p=0.02）、特に気管切開を受けた患者（67％対23％、p=0.03）と関連していました。

以上の結果から、臨床的リスク要因と実験室の所見に基づいて、高リスクの小児または成人集団をスクリーニングし、気管スキャフォールドを用いた気道再建の適切な候補者を定義することができると考えられます。

エビデンスレベル：レベルIIIコホート研究。

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Laryngotracheal stenosis (LTS) とは、上気道の軟組織の狭窄を定義したもので、現在の発生率は0.6-2%と推定されています¹²³。LTSの原因は多因子性であることがあります。小児および成人の人口において、獲得性の狭窄は、長期間の気管挿管、気管切開、全身性疾患、外傷、感染、または特発性の原因によるものが最も一般的です。LTSの外科的治療は、気管切開から内視鏡的および開放的アプローチまで幅広く行われています¹。内視鏡的および開放的技術の進歩にもかかわらず、現在の臨床的アプローチには重要な制限があります。

長い気管欠損は、成人では50％以上、小児では30％以上と定義されています。これらの欠損は、現在利用可能な置換組織が必要であるため、主に修復することができません。生体工学的アプローチの多数の手法により、生体内気道の生物学的および機械的特性を再現するスキャフォールドが作成されています。これらのスキャフォールドの成功は、粘液繊毛除去を回復し、感染や炎症を防止するために、部分的に迅速な上皮化に依存しています。ただし、再上皮化の最適な方法は不明です。

私たちは、ホスト由来の基底細胞が部分的に細胞外マトリックスを除細胞化した気管スキャフォールド上に表面気道上皮（SAE）を再生することを示しました。このプロセスには7〜14日が必要であり、患者由来の細胞でスキャフォールドを事前にシードすることで加速することができます。細胞シードのex vivo法には、誘導多能性幹細胞由来の基底細胞と原発性気道幹細胞（基底細胞）の使用が含まれます。現在の細胞培養技術を使用して両方の細胞タイプを拡大できますが、細胞療法製品の品質は初期の細胞接種量に依存する可能性があります。

長い気管欠損を持つ患者は、慢性気道疾患に苦しむことがあり、ホストの基底細胞の再生能力を損なう可能性があります。特に、気道の狭窄部位は
続きをお伝えします。長い気管欠損を持つ患者は、慢性気道疾患に苦しむことがあり、ホストの基底細胞の再生能力を損なう可能性があります。特に、気道の狭窄部位は、上皮化が遅れるため、再上皮化が遅れることがあります。これに対処するために、誘導多能性幹細胞由来の基底細胞や原発性気道幹細胞（基底細胞）を使用して、スキャフォールドを事前にシードすることができます。ただし、細胞療法製品の品質は初期の細胞接種量に依存する可能性があります。