貪食によってマクロファージ活性化を制御するフィブリン粒子組込ハイドロゲルの開発

开发包含纤维蛋白颗粒的水凝胶，通过吞噬作用控制巨噬细胞活化

基本信息

批准号：
22K04845
负责人：
西東洋一
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Kumamoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

ヒト由来材料による完全なヒトフィブリンハイドロゲルを作製し、健常人末梢血から単離・分化培養させたヒト探究由来マクロファージ（HMDM）との共培養実験を行った。ヒト由来材料（フィブリノーゲン、ヒトトロンビン）はウシと比較し高価であるため、ゲルとしての機能と強度が保たれる最低容量を探った。HMDMとの共培養でヒトフィブリンゲルはフィブリノゲン濃度10mg/mLでLPS誘導TNF-α分泌を有意に抑制し、20mg/mLで有意なIL-10分泌を誘導することがわかった。以上からゲル作製のフィブリノゲン濃度を25mg/dLと決定した。当該ゲル存在下でHMDMの様々なサイトカイン産生をELISAで解析したところ、LPS, IFN-γ刺激によるIL-2分泌の有意な抑制に加え、IL-1β, IL-6, CCL2, IL-8, VEGF, Osteopontinの有意な分泌促進を確認した。この時、HMDMは凝集体のように集合し、速やかにゲルを消化することが観察された。以上から、ヒトフィブリンゲルはHMDMによる消化性を有し、HMDMに抗炎症性を発揮するのみでなく、続くサイトカイン分泌によって、さらなる単球・マクロファージの遊走（CCL2）、好中球遊走や貪食促進（IL-8）、血管新生（VEGF）等の作用を有する可能性が示唆された。さらに、既知であった特定粒子径のPMMA粒子を添加したHMDMの培養上清は、がん細胞株を障害し、増殖を抑制することがWSTやLDLアッセイを用いた解析でわかった。以上から、特定径粒子をマクロファージの炎症誘導によるがん治療へ応用するための基礎的知見を得た。

我们使用人类来源的材料创建了完全人类纤维蛋白水凝胶，并与人类研究来源的巨噬细胞（HMDM）进行了共培养实验，这些巨噬细胞是从健康个体的外周血中分离和分化的。由于人源材料（纤维蛋白原、人凝血酶）比牛材料更昂贵，因此我们寻找维持凝胶功能和强度的最低容量。当与 HMDM 共培养时，发现人纤维蛋白凝胶在纤维蛋白原浓度为 10 mg/mL 时显着抑制 LPS 诱导的 TNF-α 分泌，并在 20 mg/mL 时诱导显着的 IL-10 分泌。基于以上，确定凝胶制备的纤维蛋白原浓度为25mg/dL。当我们在该凝胶存在的情况下通过 ELISA 分析 HMDM 中各种细胞因子的产生时，我们发现除了显着抑制 LPS 和 IFN-γ 刺激诱导的 IL-2 分泌外，IL-1β、IL-6、CCL2 、IL-8、VEGF和骨桥蛋白的显着分泌促进得到证实。此时，观察到HMDM像聚集体一样聚集并快速消化凝胶。由此可见，人纤维蛋白凝胶可被HMDM消化，不仅表现出针对HMDM的抗炎特性，而且通过随后的细胞因子分泌进一步促进单核细胞/巨噬细胞迁移(CCL2)、中性粒细胞迁移和吞噬作用。具有（IL-8）和血管生成（VEGF）等作用。此外，使用 WST 和 LDL 测定的分析表明，补充有已知特定粒径的 PMMA 颗粒的 HMDM 培养物上清液会破坏癌细胞系并抑制其增殖。由此，我们获得了通过诱导巨噬细胞炎症将特定尺寸的颗粒应用于癌症治疗的基础知识。