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分化誘導因子の時空間的に厳密に制御できる支持細胞を作製し、幹細胞を肝組織中の成熟肝細胞まで分化誘導するシステムを開発し、個体の肝臓に匹敵するin vitro肝臓モデルを構築し、遺伝子回路による合成生物学的手法の検討のためのプラットフォーム構築を目的とした。①分化補助細胞は長期間内皮細胞としての特性を維持することが必要である。ヒト臍帯静脈内皮細胞（HUVEC）をEHSゲル上に播種することで管腔様構造が構築できるが、長期間の維持は難しかった。この構造をより長く維持できるようにするため、星細胞に着目した。HUVECを用いた血管様構造へ星細胞を導入することで、より生体に近い構造を再構築し、維持期間の延長を試みた。その結果、HUVEC単独での血管様構造と比較して、星細胞を導入することでより長い期間血管様構造を維持できることが確かめられた。②肝機能は日周期で変動しているため、薬物の応答性や代謝は投与される時間で大きく異なる。動物実験や臨床試験に対応できるin vitro試験を目指すためには、概日リズムを導入した系が必要である。そこでin vitro肝組織において概日リズムを導入することを目指し検討をおこなった。Hepa8F5細胞や初代培養肝細胞に概日リズム補正因子を投与することで概日リズム誘導をおこなった。その結果、時計遺伝子において周期の傾向が観られた。③膜型層流マイクロデバイスを用いて肝前駆細胞の肝細胞と胆管上皮細胞への分化制御を試みた。胆管への分化誘導では、マトリックスが重要であることが知られていることから、デバイス内に細胞を播種した後、細胞上層にゲルを流し込むことを試みた。ゲルを導入後、培地流入側より各種分化誘導培地を層流になるように流し１２日間培養をおこなった。その結果、細胞を１２日間培養すると、デバイス内で不均一に増殖する様子が観察された。
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