膀胱の蓄尿機能障害のひとつに、排尿反射を担う中枢神経系の障害に起因する萎縮膀胱が挙げられる。萎縮膀胱は、膀胱平滑筋層（排尿筋層）が線維化して、蓄尿時の膀胱内圧が高くなり（高圧蓄尿）、尿が腎臓へ逆流して高度な水腎症や残尿量の増加による尿路感染が併発する難治性の蓄尿機能障害である。現在、薬物療法を中心とした保存的治療が行われるが、症状が進行して腎機能障害や尿路感染など予後が悪いと判断された場合、腸管（主に回腸）を利用する尿路変向術や膀胱拡大術などの外科的治療の適用となる。しかし、保存的、外科的治療のいずれも膀胱容量を増大する目的での治療法であり、正常な蓄尿機能を有する膀胱を再生する治療ではない。
われわれは、萎縮膀胱における排尿筋層の繊維化を改善して、正常な蓄尿機能を有する膀胱を再生するための新規治療法の確立を最終目的としている。本研究課題では、脊髄損傷に起因する萎縮膀胱における難治性蓄尿機能障害に対して、脂肪組織由来間葉系幹細胞から作製した立体型間葉系幹細胞構造体（以下、細胞構造体）を利用した細胞移植治療は、膀胱の繊維化を改善して、膀胱蓄尿機能の回復、症状進行を抑制できるのか明らかにする。
今年度は、脊髄損傷に起因するラット萎縮膀胱にヒト脂肪組織由来間葉系幹細胞から作製した細胞構造体を移植して、3，6ヵ月後での治療効果について検討をするとともに、作用機序の解明を主とした研究を行った。偽手術6ヵ月後の対照群では、顕著な不随性膀胱収縮の増大、排尿間隔時間と一回排尿量の低下（排尿効率の低下）、蓄尿時の膀胱基底圧の増大（高圧蓄尿）が認められた。しかし、構造体移植6ヵ月後では、不随性膀胱収縮と高圧蓄尿の消失、膀胱容量の増大など蓄尿機能が改善することを明らかにした。また、偽手術6ヵ月後の対照群では、排尿筋層の経時的減少、繊維化の増大が認められたが、構造体移植群では、移植4週間後に認められた排尿筋層の再構築が移植6ヵ月後まで維持されており、繊維化が抑制されていた。以上の結果から、萎縮膀胱に構造体を移植すると排尿筋層の増大して繊維化の減少することによって蓄尿機能が改善すると考えられた。したがって、構造体を利用した細胞移植治療は、萎縮膀胱にともなう蓄尿機能障害に対して有効であると示した。