肝細胞特異的な材料設計と遺伝子導入法を利用したスーパーバイオ人工肝臓の開発

1995 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 06403035
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 赤池 敏宏 東京工業大学, 生命理工学部, 教授 (30101207)
• 研究分担者: 渡邊 恵史 東京工業大学, 生命理工学部, 助手 (40231013) ; 武藤 泰敏 岐阜大学, 医学部, 教授 (20010069)
• キーワード: 細胞増殖性 / 細胞移動性 / 高分子ミセル

研究概要

我々は、肝細胞の機能制御型人工基質材料としてPVLA(poly-N-p-vinylbezyl-D-lactonamide)を開発した。今年度は、PVLAの吸着特性を解析するとともに、EGFによる肝細胞の増殖活性(細胞増殖性:mitogenicity)および組織様多層集合体の形成(細胞移動性:motogenicity)という二つの異なる細胞応答が肝細胞の形態にリンクした現象であるという点について検討した。原子間力顕微鏡(AFM)によるPVLAコート表面の観察を行うと、PVLAの高吸着量(100mg/ml)表面では均一かつスムーズであるのに対して、低吸着量(1mg/ml)表面では高分子ミセル様の微細な凝集体の吸着が観察された。それぞれの吸着特性の違いによって肝細胞の形態(球状と伸展)が制御されていると推定された。さらにPVLA上の肝細胞の挙動を調べると、細胞増殖性に関しては、PVLAのコーティング濃度の低下に伴う球状から伸展への形態変化に依存してDNA合成活性の促進が観察され、この傾向はEGFの添加によってさらに増強する傾向にあった。高濃度からコートされたPVLA上で球状形態を維持した肝細胞の場合には、EGFの添加によってもDNA合成活性は促進しなかった。ところが、Boyden chamberを用いて細胞移動活性を測定すると、高濃度PVLAで球状を維持した肝細胞は、EGFによって細胞移動が亢進していた。すなわち、PVLAのコーティング濃度(吸着状態)を変化させることによる細胞の形態制御が可能となり、これによりEGFの細胞内情報伝達をスイッチすることが可能となるものと推定された。このように細胞接着基質のプロセッシングとサイトカインの添加方法を工夫することにより肝細胞の分化と増殖の両面からバイオ人工肝臓の基礎技術の確立に役立てる見通しを立てた。

研究成果

• [文献書誌] Masahiko MORITA, Yoshifumi WATANABE,Toshihiro AKAIKE: "Protective Effect of Hepatocytes Growth Factor(HGF)on Interferon-γ(IFN-γ) Induced Cytotoxicity in Mouse Hepatocytes" HEPATOLOGY. (21)[5]. 1585-1593 (1995)
• [文献書誌] Kouei SHINZAWA, Yoshifumi WATANABE, Toshihiro AKAIKE: "Primary cultured munine hepatocyte but not hepatoma cells regulate the cell number through density-dependent cell death" Cell Death and Differentiation,. (2). 133-140 (1995)
• [文献書誌] Chong-su CHO, Akira KOBAYASHI, Mitsuaki GOTO, Keung-Hong PARK, Toshihiro AKAIKE: "Difference in Adhesion and Proliferation of Fibroblast between Langmuir-Blodgett Films and Cast Surfaces of Poly(g-benzy 1 L-glutamate)/Poly(enthylene oxide)diblock copolymer" J. Biomedical Mater. Res.(印刷中).
• [文献書誌] Chong-Su CHO, Mitsuaki GOTO, Akira KOBAYASHI, Kazuhiko KOBAYASHI Toshihiro AKAIKE: "Effect of ligand orientation on hepatocyte attachment onto the poly(N-P-vinylbenzyl-o-β-D-galactopyranosyl-D-gluconamide) as a model ligand of asialogglycoprotein" J. Biomater. Sci. Polym. Edn.(印刷中).
• [文献書誌] 赤池 敏宏、丸山 厚、由良 洋文、後藤 光昭: "インテリジェントマテリアル" DDSの進歩 1995-96. 12-22 (1995)
• [文献書誌] Chong-Su CHO, Mitsuaki GOTO, Akira KOBAYASHI, Kazuhiko KOBAYASHI Toshihiro AKAIKE: "Effect of ligand orientation on hepatocyte attachment onto the poly (N-p-vinylbenzyl-o-β-D-guluconamide) as amodel ligand of asialoglicoprotein" J. biomater. Sci. Polym. edn.(印刷中).
• [文献書誌] Toshihiro AKAIKE, et al: "Advanced Biomaterials in Biomedical Engineering and Drug Delivery Systems" Springer, 381 (1996)