骨格筋芽細胞層と結合組織をハイブリッドしたヒト赤唇3次元in vitroモデルの開発

• 研究課題/領域番号: 23K19684
• 研究種目: 研究活動スタート支援
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 0907:口腔科学およびその関連分野
• 研究機関: 新潟大学
• 研究代表者: 小林 亮太 新潟大学, 医歯学総合病院, 医員 (40985727)
• 研究期間 (年度): 2023-08-31 – 2025-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2023年度)
• 配分額: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円); 2024年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2023年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
• キーワード: 骨格筋芽細胞 / ヒト口唇 / 赤唇 / ３次元モデル / 口唇 / 3次元モデル / in vitroモデル / ティッシュエンジニアリング

研究開始時の研究の概要

リップクリーム等の毒性/刺激性試験には現在、培養皮膚/表皮モデルが代用されているが、赤唇に対する薬剤の毒性・成分評価は、経皮吸収性の観点から赤唇と異なる組織構造を持つ皮膚/表皮モデルは適正ではない。真の薬品安全性評価には、赤唇固有の組織構造に倣ったin vitroモデルの開発が欠かせない。本研究は、申請者が開発した赤唇上皮層を再現したモデルに細胞シート作製技術を融合させ、3層構造のヒト赤唇in vitroモデル開発を目的とする。モデル内上皮の基底膜成分と基底細胞層発現を指標とし、播種細胞数、培養日数を検討しながらプロトコールを確立し、ヒト赤唇に類似した上皮形成を目標とする。

研究実績の概要

本研究では細胞シート作製技術を融合させて筋層が上皮に近接する赤唇固有の組織を再現し、3層構造のヒト赤唇インビトロモデル開発を目的とする。モデルにおける上皮基底膜成分と基底細胞層発現を指標としながら、播種細胞数、培養日数を検討しプロトコールを確立。極性の高い上皮形成を目標とし、プロトタイプから赤唇モデルのプロダクト化を目指し、併せてモデルの生理学的機能も検証する。一方、国内外において、筋芽細胞の３次元培養はほとんどの報告で筋芽細胞シートの重ね合わせによって実施されている。標準的な方法ではあるが、多量の筋芽細胞培養が必要となり、３次元モデルを作製するには現実的ではないので、申請者が保有している細胞外マトリックスに筋芽細胞を組み込む方法でモデルの間質成分を作製する方法を確立した方が、コストパフォーマンスが高いと考えているので、昨年度はそのモデル作製プロトコール作成に時間を費やした。その結果、ようやく食用の培養肉作製プロトコールを見出し、その方法に準じて早急にモデルの作製にとりかかる。

現在までの達成度 (区分)

4: 遅れている

理由

申請者が保有している細胞外マトリックスに筋芽細胞を組み込む方法でモデルの間質成分を作製する方法の試案に予想以上に時間を要した。かつ、筋芽細胞がなかなか手に入らない状況が続いていたため、細胞培養自体ができなかった。幸いようやく、購入、納品のめどが立ったので、今月から筋芽細胞の培養とモデルの作製を開始する予定である。

今後の研究の推進方策

食用培養肉の作製モデルではウシの筋芽細胞を培養し、細胞外マトリックスとしては、マトリゲルとI型コラーゲンゲルをミックスしたゲルに筋芽細胞を組み込んでいるので、その方法に準じて、まず12wellの小さめの３次元培養ウェルを用いて間質成分を試作する。マトリックスが完成したらその上へ赤唇上皮細胞を播種して３次元培養を続け、組織学的観察によりヒト赤唇インビトロモデルを組織学的、免疫組織化学的に観察して、プロトコールの改良にフィードバックする。