2018 Fiscal Year Annual Research Report
Fabrication of pancreatic islet-like tissue using layer-by-layer cell coating technique
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17K16507
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
福田 泰也 大阪大学, 医学部附属病院, 医員 (20768973)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 交互積層法 / 膵β細胞 / スフェロイド / ヒトiPS由来膵β細胞 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
重症Ⅰ型糖尿病患者に対する膵島細胞移植は、膵臓移植に比して手術侵襲は低いものの、生着率の低さとドナー不足が課題であり、再生医療、組織工学技術の発展が期待される。我々は、膵島移植に代わる再生医療のための組織工学技術のうち、汎用性が高いスフェロイド技術の臨床応用に向け、組織強度の強化、早期構築、機能向上の観点から交互積層法(layer-by-layer; LbL法)に着目した。これは2種類の細胞外マトリックスであるフィブロネクチンとゼラチンから成るナノ薄膜を単細胞レベルで細胞表面へ形成させ、細胞間接着を促し、三次元組織構築を可能にする技術である。本研究ではこの技術を用いて作成した膵β細胞スフェロイドの有用性について検討した。
初年度では、マウス由来膵β細胞株を用いて、LbL法併用群(LbL併用群)と非併用群で、膵β細胞スフェロイドのin vitroでの形態的、機能的な違い、および同種同系の糖尿病マウスモデルを用いた移植実験で生体内での機能的な違いを比較検討した。その結果、LbL併用群でより早期から密な細胞凝集を認め、高いインスリン感受性を示した。また、ギャップジャンクションに関わるコネキシン36の発現がLbL併用群で高く、機能向上の一要因と考えられた。移植実験では、LbL併用群で早期より血糖値の低下を認め、腹腔内グルコース刺激試験では有意に血糖値の上昇を抑えた。
最終年度では、臨床応用を目指して、インスリン分泌細胞としてヒトのiPS由来膵β細胞を用いて、膵β細胞株と同様の実験を行った。その結果、in vitroにおいて、LbL法を併用することで、高密度で高いインスリン分泌能を示す膵β細胞スフェロイドが作成できた。
細胞外マトリックスによる交互積層法は、形態的、機能的に優れた膵島類似組織を構築する新たな技術として有用であると考えられた。
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