マルチコア-シェル型ファイバーを用いた血管網を構築した生体組織の作製

2020 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 19K20664
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 小沢 文智 東京大学, 生産技術研究所, 特任研究員 (00739120)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 組織工学 / マイクロ流体デバイス / ハイドロゲル / 再生医療

Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的は、免疫隔離能をもつマルチコア-シェル型の細胞ファイバーを作製し、内部に血管網を構築した高機能なマクロサイズ組織を開発することである。これにより、近年行われているiPS細胞から分化した体細胞を用いた組織構築技術に発展させ、細胞壊死を防ぎながら大きい組織を構築することで高機能な臓器を再現し、かつ移植安全性が担保された新たな治療法が可能になると期待される。
昨年度は、3Dプリンターとガラス管を用いたマイクロ流体デバイスを用いて、マルチコア-シェル型の膵島ファイバーを作製した。通常、ハイドロゲルカプセルの直径が大きくなると、細胞に対する酸素や栄養供給の問題から細胞の生存率を保つことが難しいが、ハイドロゲルの外壁から1ミリメートル以内では膵島が十分な生存率を保つことが示された。そこでコアをシェルの外壁から1ミリメートル以内に配置された膵島ファイバーを作製することで、細胞の生存率を維持しつつインスリン分泌能を発揮することが示唆された。作製した膵島ファイバーを糖尿病モデルマウスに移植したところ、移植後血糖値を正常化することができた。また長期移植の後、ファイバーを癒着なく取り出すことも可能であった。
現在は、ファイバー内で血管内皮細胞HUVECおよびヒト間葉系幹細胞hMSCと共培養しより機能的な組織を作製する条件を検討中である。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

コロナウイルス感染拡大の影響により研究の進捗に遅れが出てしまっている。

Strategy for Future Research Activity

膵島をカプセル化したマルチコア-シェル型ファイバーを作製し、マウスを用いた移植実験によりin vivoで機能を発揮することを確認している。
今後、ファイバー内で細胞の共培養を行うことで、より機能的な3次元組織構築を行っていく。血管網構築の有無で細胞の生存や機能に違いがあるかをin vitroおよびin vivoで評価する。

Causes of Carryover

コロナウイルス感染拡大の影響により研究の進捗に遅れが出てしまったため。