光造型技術と胎児肝細胞を用いた血管構造を持つin vitro肝組織再構築

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 02F00161
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 酒井 康行 東京大学, 生産技術研究所, 助教授
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): JIANG Jinlan 東京大学, 生産技術研究所, 外国人特別研究員
• Keywords: 三次元造型 / 生体吸収性樹脂 / 流路ネットワーク / シート積層造型法 / 胎児肝細胞 / 三次元培養 / in vitro分化誘導 / 肝組織移植

Research Abstract

(1)複雑な内部構造を持つ生体吸収性樹脂の三次元微細造型,および,(2)胎児肝細胞の増殖と分化の制御,の2つの側面から検討を行った.
(1)については,前年度までに確立したポリ乳酸多孔質シート積層・流路切削加工法によってマウスの全肝とほぼ同じ1.3mLの担体を作成し,それを用いてin vitroでヒト肝ガン由来Hep G2細胞の灌流培養を行った.その結果,マクロな流路を切削加工することで,細胞の増殖と機能発現を大きく向上させることを確かめた.
(2)については,前年度までに確立した胎児マウス肝細胞の培養条件下(ニコチンアミド・DMSO・オンコスタチンMの三因子共存)でポリ乳酸三次元担体を用いて作成した組織を,70%肝切除同系マウスに移植,そのin vivoでの性能を評価した.その結果,2週間程度のin vitro分化誘導にて肝前駆細胞集団を格段に増幅していくことが,移植1ヵ月後の肝組織の再構築を大幅に改善することが明らかとなった.
(2)については,確立したin vitro分化誘導条件のラット胎児肝細胞・購入した継代ヒト胎児肝細胞について,その適用可能性を調べた.その結果,ラットに関してはマウスと同様の培養条件が,同じくin vitroでの肝前駆細胞の分化誘導にとって極めて効果的であった.一方,ヒトについては,オンコスタチンMと三次元培養との組み合わせが有効であった.
以上,マウスやラット胎児肝由来の肝前駆細胞を利用した新規in vitro再構築型肝組織開発にとって,重要な基礎的知見を得ることができた.

Research Products

• [Publications] 酒井康行: "三次元造型の再生医療への利用"再生歯科医療学会誌. 1・1. 12-21 (2003)
• [Publications] Hanada S., Kayano H., Jiang J., Kojima N., Miyajima A., Sakoda A., Sakai Y.: "Enhanced in vitro maturation of subcultivated fetal human hepatocytes in three dimensional culture using poly-L-lactic acid scaffolds in the presence of oncostatin M"International Journal of Artificial Organs. 26・10. 943-951 (2003)
• [Publications] J.Jinlan, N.Kojima, A.Miyajima, W.Yan, Y.Sakai: "Cultivation and induction of fetal liver cells in poly-L-lactic acid scaffolds"Materials Science and Engineering C. 24・3. 361-363 (2004)
• [Publications] Y.Sakai, M.Otsuka, S.Hanada, Y.Nishiyama, Y.Konishi, A.Yamashita: "A novel poly-L-lactic acid scaffold that possesses a macroporous structure and a branching/joining three-dimensional flow channel network : Its fabrication and application to perfusion culture of human hepatoma Hep G2 cells"Materials Science and Engineering C. 24・3. 379-386 (2004)
• [Publications] Y.Sakai, M.Otsuka, J.Kozasa, F.Miyata, K.S.Furukawa, A.Yamashita: "Ultra-violet-light irradiation-based photo- fabrication that simultaneously produces a macroporous structure and flow channels using a photo-reactive biodegradable polymer and a gas-forming azoamide compound"Biochemical Engineering Journal. (In press). (2004)
• [Publications] J.Jiang, L.Guo, N.Kojima, K.Naruse, M.Makuuchi, A.Miyaiima, W-Q.Yan, Y.Sakai: "Efficacy of engineered liver tissue based on poly-L-lactic acid scaffolds and fetal mouse liver cells cultured with oncostatin M, nicotinamide and dimethyl sulfoxide"Tissue Engineering. (In press). (2004)
• [Publications] 立石哲也, 田中順三(分担執筆:酒井康行): "図解 再生医療工学(分担執筆,3.8.マイクロファブリケーション・三次元造型,PP.89-95)"工業調査会. 318 (2004)