移植医療を標的とした細胞組織を封入するためのマイクロ流体システムの開発

开发封装组织靶向移植药物的微流体系统

基本信息

批准号：
14F04771
负责人：
竹内昌治
金额：
$ 1.47万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2014
资助国家：
日本
起止时间：
2014-04-25 至 2017-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

肝臓を構成する肝細胞は、高い細胞増殖能、血清タンパク質産生能、薬物代謝機能を有し、生体恒常性の維持に重要な役割を担っている。その細胞特性から、生体外での組織再生モデルや薬剤応答モデル、さらには細胞移植治療における細胞供給源として利用することが期待されている。しかしながら、従来の2次元および3次元培養法では、生体内のような高い細胞機能を再現することが困難であった。本研究では、マイクロ流体デバイスによる細胞ファイバ技術を用いて、ラット初代肝細胞を種々の細胞外マトリクスと共にコアシェル型マイクロファイバにカプセル化することで、高い細胞機能を有する3次元肝細胞培養システムの構築を行った。カプセル化されたラット初代肝細胞は、コア内において増殖と遊走によって細胞間接着を構築し、ファイバ状の３次元組織を形成することを見出した。また、肝細胞密度とECMの種類および濃度を最適化することで、従来の培養法に比べて、高い細胞生存率、アルブミン産生能、尿素合成機能を3週間の長期に渡って維持可能なことを明らかにした。これらの成果は国際学会で報告しており、高い評価を受けることができた。その後、ファイバ内の肝細胞の薬物代謝能を薬剤刺激試験により検証し、生体肝細胞との類似性を明らかにした。さらに肝細胞ファイバのin vivoでの機能評価のために、アルブミン欠損ラットの腸間膜内に肝細胞ファイバを移植し、血中アルブミン量を評価することで、その移植片としての効果と安全性を証明することができた。以上の結果は、論文化および発表準備中である。

构成肝脏的肝细胞具有高细胞增殖，血清蛋白质产生和药物代谢功能，并且在维持生物稳态中起着重要作用。由于其细胞特性，预计将用作体外组织再生模型，药物反应模型，甚至是细胞移植疗法的细胞来源。但是，常规的2D和3D培养方法很难再现高细胞功能，例如活体中的细胞功能。在这项研究中，我们使用微流体装置使用细胞纤维技术构建了一个具有高细胞功能的3D肝细胞培养系统，并通过将大鼠原发性肝细胞细胞与各种细胞外基质一起封装在一起。发现封装的大鼠原发性肝细胞通过核心内的增殖和迁移，形成纤维样的三维组织，从而建立细胞细胞粘连。此外，通过优化肝细胞和ECM的类型和浓度，与常规培养方法相比，可以在三周内长期维持更高的细胞活力，白蛋白生产能力和尿素合成功能。这些结果在国际科学学会报道，并受到了高度赞扬。然后，通过药物刺激测试对纤维中肝细胞的药物代谢能力进行验证，以阐明与活肝细胞相似的相似之处。此外，为了对肝细胞纤维进行体内评估，将肝细胞纤维植入了白蛋白缺陷大鼠的肠系膜膜中，并评估了血液中白蛋白的量，并证明了其有效性和安全性。上述结果目前正在讨论和准备工作中。