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。

肝细胞构成肝脏，具有较高的细胞增殖能力、血清蛋白生产能力和药物代谢功能，在维持生物体内平衡中发挥着重要作用。由于其细胞特性，有望用作体外组织再生模型、药物反应模型和细胞移植治疗的细胞来源。然而，利用传统的二维和三维培养方法，很难再现体内发现的高水平细胞功能。在本研究中，我们利用微流体装置，利用细胞纤维技术，将大鼠原代肝细胞封装在具有各种细胞外基质的核壳微纤维中，构建了具有高细胞功能的三维肝细胞培养系统。我们发现封装的大鼠原代肝细胞通过核心内的增殖和迁移建立细胞间粘附，形成纤维状三维组织。此外，通过优化肝细胞密度以及ECM的类型和浓度，与传统培养方法相比，可以在长达3周的时间内维持高细胞活力、白蛋白生产能力和尿素合成功能。这些成果在国际学术会议上进行了报告并获得高度评价。随后，通过药物刺激试验验证了纤维内肝细胞的药物代谢能力，并揭示了与活体肝细胞的相似性。此外，为了评估肝细胞纤维的体内功能，我们将肝细胞纤维移植到白蛋白缺乏的大鼠的肠系膜中，并评估了血液中白蛋白的含量，以确定其作为移植物的有效性和安全性。那。目前，上述结果正在准备发表和发表中。