医工連携によるミニチュアヒト肝臓創成とそのex vivo培養がもたらす革新的医療

医学工程合作创造微型人体肝脏及其离体文化带来的创新医疗

基本信息

批准号：
20H03744
负责人：
山下洋市
金额：
$ 11.4万
依托单位：
Kumamoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2023-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20H03744/
关键词：
医工連携研究ミニチュアヒト肝臓脱細胞鋳型ヒト由来機能性肝細胞・胆管細胞オルガノイド脱細胞鋳型肝臓 ex vivo培養機能性ゲル基材医工連携 ex vivo 培養 ex vivo還流培養類洞構造

项目摘要

① 低密度多段階播種によるミニチュアヒト肝臓内生着肝組織の分布均一化：前年までの検討で、HUVECで門脈を内皮化した後に細胞の播種経路を肝動脈とする事でミニチュアヒト肝臓内での肝細胞の類洞様配列を再現した。しかし、類洞様構造がみられる生着肝組織はミニチュアヒト肝臓の極く一部に限られ、その分布が極めて不均一だった。そこで、細胞播種密度や播種回数を変えてミニチュアヒト肝臓を作製し、生着肝組織の分布をＨ＆Ｅ染色で検討した。1x107cells/mLのone shot播種より、1x105 cells/mLの低密度多段階播種の方が、ミニチュアヒト肝臓内の広範囲に均一に生着肝組織が確認された。Alb、HNF4A、CYP3A4などの発現も向上し、高い肝特異機能の発現が確認された。② ミニチュア肝臓内での管腔様構造の再現：ヒト初代培養肝細胞＋HUVEC＋ヒト脂肪由来間葉系幹細胞（ADSC）を鋳型肝臓に播種して4日間のex vivo還流培養を行った所、肝細胞の類洞様配列に加えて、組織内に径15μm程度の管腔様構造が確認できた。この管腔様構造と門脈が連結できれば、より高い肝特異構造を実現できると考えている。③ オルガノイド播種による高い肝特異機能の発現：ヒト初代培養肝細胞をチップで培養してオルガノイド（粒径100μmのスフェロイド）を作製し鋳型肝臓に播種してex vivo還流培養を行った所、ヒト初代培養肝細胞の単一細胞播種の場合より高いアルブミン分泌を示した。④ オルガノイドへの酸素供給を増加させるための工夫：ヒト初代培養肝細胞＋HUVEC＋ヒトADSCをチップで培養してオルガノイドを作製した。このオルガノイドを蛍光顕微鏡で観察すると、オルガノイドの中央部にHUVECが集簇していた。酸素供給の最も悪いオルガノイドの中央部に脈管を創る事ができる可能性がある。

① 通过低密度、多阶段接种，使移植的肝组织在微型人肝脏内均匀分布：在我们直到前一年的研究中，我们已经确定，在用 HUVEC 使门静脉内皮化后，我们决定使用肝动脉作为细胞的接种途径，再现了肝细胞的正弦排列。然而，具有正弦结构的移植肝组织仅限于微型人体肝脏的一小部分，且分布极不均匀。因此，通过改变细胞接种密度和接种数量来制备微型人肝脏，并通过H&E染色检查移植肝组织的分布。与 1x107 个细胞/mL 的一次性接种相比，1x105 个细胞/mL 的低密度多阶段接种可以使肝组织在微型人类肝脏内的大范围内更均匀地植入。 Alb、HNF4A、CYP3A4等的表达也得到改善，证实了肝脏特异性功能的高表达。 ② 微型肝脏中管腔样结构的再现：将原代培养的人肝细胞+HUVEC+人脂肪源间充质干细胞（ADSC）接种到模制肝脏中并进行离体灌注培养4天时，肝细胞在除了正弦排列外，组织内还发现了直径约15微米的管腔状结构。我们相信，如果我们能够将这种管腔状结构连接到门静脉，我们将能够实现更加高度肝脏特异性的结构。 ③ 通过类器官接种表达高肝脏特异性功能：将人原代培养的肝细胞在芯片上培养，产生类器官（粒径为100μm的球体），并将其接种到成型的肝脏上并进行离体灌注培养，人原代培养培养的肝细胞的单细胞接种显示出较高的白蛋白分泌。 ④ 努力增加类器官的供氧：通过在芯片上培养原代培养的人肝细胞+HUVEC+人ADSC来创建类器官。当在荧光显微镜下观察该类器官时，发现HUVEC集中在类器官的中心。有可能在类器官的中心创建血管，那里的氧气供应最差。

项目成果

期刊论文数量（10）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Normothermic machine perfusion system satisfying oxygen demand of liver could maintain liver function more than subnormothermic machine perfusion

满足肝脏需氧量的常温机灌注系统比亚常温机灌注更能维持肝功能

DOI：
10.1016/j.jbiosc.2020.08.011
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
2.8
作者：
Yoshida Kozue;Nakamura Shunsuke;Sakamoto Hiroki;Kondo Mika;Chouno Takehiro;Ikegami Yasuhiro;Shirakigawa Nana;Mizumoto Hiroshi;Yamashita Yo;Baba Hideo;Ijima Hiroyuki
通讯作者：
Ijima Hiroyuki

マウス肝臓の脱細胞化によるミニチュアヒト肝臓構築に向けた試み

尝试通过小鼠肝脏脱细胞构建微型人肝脏