小川 令

<細い穿通枝を使った薄い皮弁による頚部の熱傷再建>

熱傷による瘢痕拘縮のために動かなくなった首を、背中から採取した大きくて薄い、そしてやわらかい皮弁にて再建した。首が自由に動かせるまでに回復した。

(Ogawa R, Hyakusoku H. Color Doppler Ultrasonography in the Planning of Microvascular Augmented Super-thin [SVN: subdermal vascular network] Flaps. Plast Reconstr Surg 112: 822-828, 2003.)

<熱傷後の瘢痕に対する植皮による治療>

熱傷後の肥厚性瘢痕を切除した後、鼠径部から採取した皮膚を用いて植皮を行った。鼠径の皮膚採取部は、縫縮したため１本の目立たない傷跡となった。

(Ogawa R, Akaishi S, Kinoshita K. Treatments of Post-Burn Hypertrophic Scars. Atlas of Burn Reconstructive Surgery, Springer, IN PRESS.)

皮膚良性・悪性腫瘍治療

　皮膚には、紫外線やウイルスを含む種々の原因で、良性から悪性まで種々の腫瘍が生じます。皮膚の腫瘍に関しては手術が基本ですが、レーザーなどで治療できる場合もあります。また皮膚癌の場合は手術に加えて化学療法や放射線療法を併用することもあります。これらの根治的治療に加え、欠損した組織の再建を行ってきました。良性腫瘍でも大きい場合や解剖学的に難しい場所にある場合（眼瞼の辺縁など）、悪性腫瘍（皮膚癌）であれば小さくても、大きく皮膚を切開したり切除しなければなりません。いかに傷跡を目立たなくするか、どうやって失われた機能（たとえば目を閉じる、指を曲げる、といった動作）を取り戻すか、ということを考えて治療しています。時にはマイクロサージャリーを用いて皮弁移植を行いますし、皮膚移植を行うこともあります。手術の後は、腫瘍が再発しないかどうかしっかりと経過観察し、必要があればCTやMRI, シンチグラフィーやPETといった検査を行っていきます。

■基礎研究内容

細胞力学の研究

　三次元構造である人間の体は、地球の重力をはじめとする様々な物理的な力に影響を受けて成り立っています。体の骨格を形成する骨や軟骨は、体重を支えて成長します。関節の軟骨は関節液による水圧（静水圧）の多大な影響を受けています。皮膚は日常生活による運動で絶えず伸展・収縮を繰り返し、血管は血液の流れで常に物理的な力を受けています。さらにこれを細胞のレベルで考えると、細胞自体も物理的な力を受けて形態学的に変化したり、細胞内外での物質の移動が生じたりすることにより、遺伝子の発現が調節され、さまざまな役割を担うことがわかってきました。これを逆に利用して、傷を治そうとしたり、組織を再生しようとするのが私の研究の一つのテーマです。細胞に物理的な刺激を与えることによって生じる変化を解明するとともに、意図的に細胞に刺激を加え、創傷治癒を促進させたり、幹細胞に力を与えることで機能を持った細胞に分化させ、組織再生を行うことを試みています（→ 機械生物学・創傷治癒研究室）。

力学的刺激を与えながら三次元培養した線維芽細胞。

通常の培養では認められない形状となり、遺伝子発現も変化する。また力学的刺激によって線維芽細胞が筋線維芽細胞に変化することもわかってきた。

瘢痕の生化学・物理学的解析

　私が2007年から2009年まで研究員として仕事をしていた米国ハーバード大学ブリガムウィメンズ病院の組織工学・創傷治癒研究室をはじめとして、世界中の各医療機関と多くの共同研究をおこなっており、ケロイド・肥厚性瘢痕の病態解明・治療法開発、また瘢痕形成のメカニズムを研究しています。特に瘢痕における力学的刺激の解析、コンピューターシュミレーションを用いたケロイドの解析が注目されています。日本の瘢痕・ケロイド治療研究会においては日本中の知識を総動員して、ケロイド治療法の開発に向けた討論を行い、Scar Meetingを通じて世界に情報を発信し続けています（→ 機械生物学・創傷治癒研究室）。

ケロイドにかかる皮膚張力のコンピューター解析。

ケロイド周囲の皮膚にかかる力が大きくなっていることがわかる。

(Akaishi S, Akimoto M, Ogawa R, Hyakusoku H. The relationship between keloid growth pattern and stretching tension: visual analysis using the finite element method. Ann Plast Surg 60: 445-451, 2008.）

軟骨再生・組織工学研究

　私が専門とする形成外科・再建外科・美容外科分野における移植手術では、軟骨の移植を行うことがあります。特に体が小さな小児においては、少しの軟骨を採取して他の部位に移植するだけでも傷跡や障害が残る可能性があります。そこで、できるだけ侵襲の少ない手術を目指すべく、細胞単位から軟骨を再生する研究を行っています。現在までに種々の細胞に分化することのできる幹細胞が体中に存在することが判明していますが、これらの幹細胞を用いて、体内で軟骨が存在している環境を試験管内で再生し、体内にある状態に近づけて軟骨を再生する研究を行っています。具体的には米国ハーバード大学ブリガムウィメンズ病院整形外科の水野秀一博士の開発した、静水圧を負荷することのできるバイオプロセッサーと、コラーゲンの鋳型、TGFβを加えた分化誘導培地を用い、脂肪から採取した幹細胞から軟骨を再生することを試みています（→ 機械生物学・創傷治癒研究室）。

コラーゲンのスポンジに幹細胞を播種し、静水圧を負荷するバイオプロセッサーにて培養すると体内にある軟骨に近い軟骨様生成物が再生される。

(Ogawa R, Mizuno S, Murphy GF, Orgill DP. The Effect of Hydrostatic Pressure on 3-D Chondroinduction of Human Adipose-Derived Stem Cells. Tissue Eng Part A. 2009, IN PRESS.)

脂肪組織由来幹細胞

　幹細胞にはiPS細胞など人工的に作られた幹細胞もありますが、私が研究しているのは、骨や脂肪に自然な状態で存在する幹細胞です。自然な状態で存在している幹細胞を利用できれば、人工的に遺伝子を操作した細胞に比べて安全性も高いと考えられるため安心です。特に脂肪組織由来幹細胞に関しては、現代人にとって不要とも思われる皮下脂肪から、いろいろな組織や臓器を再生することが可能と考えられます。この脂肪組織由来幹細胞に関して日本医科大学形成外科学教室准教授の水野博司先生と研究を行ってきました。まだ動物実験の段階ですが、近い将来の臨床応用へ向けて技術開発に取り組んでいます。またこれら幹細胞は、疾患を治すのに必要な遺伝子を運ぶキャリアーとしての役割も担えることがわかってきましたので、幹細胞を組織再生だけでなく、遺伝子治療や細胞治療に用いる研究も行っています。

緑色に光るGFPタンパク質を有する脂肪組織由来幹細胞を、軟骨細胞に分化誘導させたもの。緑色に光る軟骨様生成物が培養皿で生成された。

(Ogawa R, Mizuno H, Watanabe A, Migita M, Shimada T, Hyakusoku H. Osteogenic and chondrogenic differentiation by adipose-derived stem cells harvested from GFP transgenic mice. Biochem Biophys Res Commun 313: 871-877, 2004.)

皮弁の解剖学的・生理学的研究

　薄い皮弁の生着機序、薄い皮弁の中の血流の状態や、酸素分圧、また細胞レベルでの遺伝子発現の研究などを行っています。またMDCTを用いた微小血管の走向に関する臨床研究も行っています。これら皮弁の解剖学的・生理学的研究は、将来的により侵襲の少なくて安全な皮弁を作成するのに重要と考えています。

皮膚を養う細い血管の解剖学的研究。

筋肉を貫いて出てくる細い血管の解剖学的・生理学的研究を行っている。

(Ogawa R, Hyakusoku H, Murakami M, Aoki R, Tanuma K, Pennington DG. An anatomical and clinical study of the dorsal intercostal cutaneous perforators and its application to free microvascular augmented subdermal vascular network (ma-SVN) flaps. Br J Plast Surg 55: 396-401, 2002.)