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本研究課題では、完全置換型人工肝臓開発を目標とし、毛細血管網を有した新規肝細胞組織体構築による肝機能発現とその維持を達成できる培養系の構築に取り組んでいる。本年度の研究実績は以下の通りである。
【肝細胞-肝類洞内皮細胞共培養系の最適化】
肝細胞と肝類洞内皮細胞との共培養スフェロイドは同種細胞からなるクラスターの集合体として形成され、アルブミン合成活性および薬物代謝活性の発現に有効であった。一方、コラーゲンゲル内分散培養では内皮細胞用の培地では上記機能に対する共培養効果が得られたが、肝細胞用の培地に血管内皮細胞 増殖因子を添加した培地では肝機能発現レベルは向上するものの共培養効果は見られなかった。しかしながら、基底膜成分モデルとして知られるマトリゲル培養により、肝細胞用培地においても類洞内皮細胞数依存的に共培養効果が得られた。
【モジュール開発のための基礎検討】
肝臓由来酵素を用いることにより肝細胞包埋ゼラチンゲル充填ポリ乳酸多孔質担体培養技術を開発した。これにより、細胞親和性と装置化のための力学強度を有する機能性培養基材を開発することが出来た。さらに、上記培養系におけるアルブミン合成活性はコラーゲンゲル培養と同程度であり、上記培養系構築において細胞障害性がなく、肝機能発現にも有効であることが示された。
【機能性細胞外マトリックス培養基材の開発】
コラーゲン基材にヘパリンを化学固定化することにより、ヘパリンと肝細胞増殖因子(HGF)の親和性を利用したHGF固定化コラーゲン培養基材を開発した。本基材上では通常コラーゲン基材培養で見られない初代ラット肝細胞のスフェロイド形成が確認された。さらに、本基材上における肝細胞のアルブミン合成活性はHGF添加培地と同程度の高発現と維持を示した。
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