| 研究課題/領域番号 |
21K19915
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分90:人間医工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 九州大学 |
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研究代表者 |
堺 裕輔 九州大学, 工学研究院, 准教授 (10608904)
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| 研究分担者 |
江口 晋 長崎大学, 医歯薬学総合研究科(医学系), 教授 (80404218)
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| 研究期間 (年度) |
2021-07-09 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2022年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2021年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
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| キーワード | 肝臓 / ECM / 構造タンパク質 / スポンジ / ニードル / 肝再生医療 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、肝臓由来細胞外マトリックス（L-ECM）を基盤とした細孔制御スポンジニードルを開発し、肝臓表面に穿刺して着脱可能な肝組織を作製することを目的とする。L-ECMの濃度、スポンジ作製プロセス等を最適化してL-ECMスポンジの細孔を制御すると共に、肝臓表面に穿刺可能なニードル形状を設計する。肝臓からの液性因子供給、肝細胞増殖と立体組織化、細胞拡散を防止して完全にグラフト除去できる安全性を兼ね備えた肝再生医療を創出する。
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| 研究実績の概要 |
本研究では、肝臓由来細胞外マトリックスを基盤とした細孔制御スポンジニードル（L-ECM/PcSN）を開発し、肝臓表面に搭載可能なDetachable-Liverを作製することを当初の目的とした。
2023年度は、表面がフィルム状の多層アガローススポンジニードル基材（Multi-layer sponge needle; MSニードル）の物性とin vitro及びin vivoでの細胞培養評価を行った。直径**mm、高さmmのMSニードルを作製し、BSA（ウシ血清アルブミン; 分子量66.5 kDa）とLDH（L-乳酸脱水素酵素; 140 kDa）の拡散試験を実施した。BSAは早期に拡散供給されるものの、補体と同等の分子量を持つLDHの拡散は抑制された。すなわち、MSニードルはフィルム構造を有することで、細胞・液性免疫を抑制し得ることが示唆された。
MSニードルにラット初代肝細胞を4.0×10^5 cells/mLで播種し、7日間アガロースゲル上で培養した。一般的なコラーゲンコートディッシュ、コラーゲンスポンジやアガローススポンジでは培養5日目にはアルブミン産生能が低下・消失するものの、MSニードルでは向上・維持された。肝特異的な遺伝子発現解析では、Cps1やArg1（尿素回路）、Foxo1（糖新生）、G6pc（解糖系）等、遺伝子発現レベルが維持された。HE染色で確認された組織体形成や、液性因子の拡散供給に起因していると考え得る。また、肝臓表面にMSニードルを穿刺、ラット初代肝細胞を播種したところ、in vitroと同様にスフェロイドを形成し、少なくとも5日間、生存した。MSニードルは容易に除去することが可能であった。
一方、肝組織形成のための細胞増殖展開は実施できなかった。また、MSニードルへのL-ECMの導入は、研究推進中である。
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