2018 Fiscal Year Annual Research Report
Research on innovative cell transplantation device using immunoisolation membrane
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16K01362
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| Research Institution | Prefectural University of Hiroshima |
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Principal Investigator |
安藤 由典 県立広島大学, 公私立大学の部局等(広島キャンパス), 准教授 (80712942)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
粂 昭苑 東京工業大学, 生命理工学院, 教授 (70347011)
白木 伸明 東京工業大学, 生命理工学院, 准教授 (70448520)
井藤 彰 九州大学, 工学研究院, 准教授 (60345915)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 細胞移植デバイス / 免疫隔離膜 / バイオ人工臓器 / バイオ人工膵臓 / 糖尿病 / β細胞 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
埋込み型の細胞移植デバイスの開発を行うため、まず、評価に用いるエチレン-ビニルアルコール共重合体製の半透膜の製膜方法の検討を行った結果、ポアサイズの異なる膜を安定的に作成することが可能となった。作成したポアサイズの異なる（10～1000nm）計４種類の膜を用い、グルコース、アルブミン、インスリン及びIgGの各透過性評価を行ったところ、細胞の栄養分であるグルコースは全膜で速やかに透過した一方、各タンパク質はポアサイズによって透過性が異なることが判明し、ポアサイズによりタンパク質分画が可能なことが明らかとなった。特に分子量の大きいIgGは、24時間後の評価において、１種類の膜は全く透過せず、残りの３種類の膜も極微量（0.03～0.05μg/ml）しか透過しておらず、抗体の透過を防げる可能性が示された。また、細胞（ヒト慢性骨髄性白血病K562細胞）を用いて、３種類の膜の細胞隔離性を評価したところ、24時間経過後もいずれの膜でも細胞は透過しないことが確認できており、本膜を用いたデバイス中に封入した細胞やデバイス外からの免疫系細胞の透過も無いものと考えられる。更に、バッグ内にゲル（アルギン酸ゲル）を導入した場合とバッグのみの場合について、インスリンとIgGの透過実験を行ったところ、ゲルの影響はほとんどなく、３種類の膜ともインスリンは1.5～2時間でフラットに達するのに対し、IgGはいずれの膜でもほぼ透過しないことが明らかとなった。以上の結果に基づき、最適なポアサイズの膜を選択し、評価用の新規バッグ型デバイスを作成した。
一方、併行してヒトiPS細胞からの膵β細胞の作成、及び評価を行った。その結果、作成された膵β細胞が、糖の高い濃度に依存してインスリンを分泌することが確認され、大規模で安定にゼノフリーで作成可能な方法を確立した。得られた細胞をデバイス中に封入し、動物への投与を試みた。
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[Journal Article] Inhibition of Cdk5 Promotes β-cell differentiation from ductal progenitors.2018
Author(s)
Liu KC, Leuckx G, Sakano D, Seymour PA, Mattssona CL, Rautioa L, Verdonck Yannick, Serup P, Kume S, Heimberg H, Andersson O
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Journal Title
Diabetes
Volume: 67
Pages: 58-70
DOI
Peer Reviewed
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