| 研究実績の概要 |
生体内の脳微小環境を模倣し、ヒト血液脳関門(Blood-Brain Barrier, BBB)の機能を再現する評価システムの構築は、細胞外小胞（エクソソーム）のBBB透過性及び脳細胞標的化を評価する上で重要な課題である。そこで本研究は、トランスウエルを用いた細胞外小胞の経細胞輸送モデルの構築、マイクロ流体デバイスを用いた三次元脳血管網の構築、及び細胞外小胞の血管透過性の評価を目的とした。ヒトBBB in vitroモデル細胞(hCMEC/D3)をトランスウエル上で培養することで細胞層を形成させ、アピカル側に蛍光標識したヒト神経芽細胞腫SH-SY5Y細胞由来の細胞外小胞を添加した。細胞内及びbasal 側の蛍光強度を測定したところ、37℃と比較して4℃では蛍光強度が有意に低下することが示された。コインサイズのマイクロ流体デバイス上に、ヒト脳血管内皮細胞(HBMEC)、アストロサイト、及びペリサイトを混合したフィブリンゲルを注入し、間質流を発生させた状態で培養することで、近接した細胞同士が自己組織化し、灌流可能な3次元脳血管網を構築することに成功した。さらに、構築される血管の内径と、播種する総細胞数との間には、負の相関が、総細胞数に対する脳血管内皮細胞数の割合との間には正の相関が示され、in vivo脳微小血管の直径に近い培養条件を決定した。細胞外小胞の血管透過性を評価するために、ヒト臍帯静脈内皮細胞(HUVEC)及び線維芽細胞から構築した3次元血管網に、PKH67によって蛍光標識した胎盤細胞由来の細胞外小胞を灌流させた。その結果、血管壁に沿って細胞外小胞由来の蛍光シグナルが検出され、細胞外小胞の血管内分布の可視化に成功した。以上から、構築した2種類のin vivo評価系は、細胞外小胞の血管透過性を評価する上で有用であることが示唆された。
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