分解を自在に制御可能な刺激応答性分解ゲルによる三次元細胞組織体の構築

利用可自由控制分解的刺激响应型降解凝胶构建三维细胞组织

基本信息

批准号：
18700426
负责人：
松崎典弥
金额：
$ 2.3万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2006
资助国家：
日本
起止时间：
2006 至 2007
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18700426/
关键词：
再生医工学材料高分子化学バイオマテリアル

项目摘要

本研究では、再生医療において渇望されている三次元細胞組織体の構築に関する基礎研究を目的に設定した。研究代表者の松崎は、細胞が増殖する三次元足場材料の分解性を自在に制御することで、三次元組織体の独創的構築法を考案した。前年度は、ジスルフィド結合で架橋されたハイドロゲルを用いて三次元培養後、還元剤によりゲルのみを分解することで、細胞と細胞外マトリックスのみから構成されるセンチメートルオーダーの三次元組織体の構築を達成した。本年度は、細胞増殖因子を用いた組織化の最適化について検討し、また、配向三次元組織の構築を検討した。テンプレートゲルでの三次元培養時に、線維芽細胞の増殖を促進する塩基性線維芽細胞増殖因子(bFGF)やコラーゲン産生を促進するアスコルビン酸を培地に添加した。その結果、bFGFを添加すると細胞がゲル内部まで侵入し、より短期間で直径1cm、厚さ2mmの組織体が得られた。また、アスコルビン酸を添加することでコラーゲン産生量が増加し、安定な組織が得られることが分かった。さらに、筋組織のような配向三次元組織体の構築を目的とし、シリカクロスをテンプレートとした配向多孔空間を有するテンプレートゲルを作製した。このゲルをテンプレートとして細胞を三次元培養し、システインの添加によりゲルを分解したところ、細胞が配向した三次元組織体が得られた。細胞の配向が制御された三次元組織体の構築は世界で初めての成果である。以上より、当該目標であった三次元組織体の構築が達成されただけでなく、配向組織体の構築にも成功し、当初の計画をはるかに超えた研究成果を得ることができた。

本研究的目的是对三维细胞组织的构建进行基础研究，这在再生医学中是非常需要的。首席研究员松崎设计了一种通过自由控制细胞增殖的三维支架材料的可降解性来构建三维组织的原创方法。去年，我们利用以二硫键交联的水凝胶开发了三维培养物，然后仅用还原剂分解凝胶，从而创建仅由细胞和细胞外基质组成的厘米大小的三维组织。建造。今年，我们研究了利用细胞生长因子优化组织组织和构建定向三维组织。在模板凝胶上进行三维培养时，培养基中添加了促进成纤维细胞增殖的碱性成纤维细胞生长因子（bFGF）和促进胶原蛋白产生的抗坏血酸。结果，当添加bFGF时，细胞侵入凝胶内部，并在更短的时间内获得直径1cm、厚度2mm的组织体。研究还发现，添加抗坏血酸可以增加胶原蛋白的产生并产生稳定的组织。此外，为了构建肌肉组织等定向三维组织，以二氧化硅布为模板，制备了具有定向多孔空间的模板凝胶。以该凝胶为模板，对细胞进行三维培养，添加半胱氨酸使凝胶分解，得到细胞定向的三维组织。这是世界上第一个构建具有受控细胞方向的三维组织的成果。如上所述，我们不仅实现了构建三维组织的目标，还成功构建了定向组织，并获得了远远超出我们原计划的研究成果。