サイトカイン固定化培養床を用いたヒロ造血前駆細胞の大量培養系の開発

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13878186
• Research Institution: Kanagawa Academy of Science and Technology
• Principal Investigator: 伊藤 嘉浩 財団法人 神奈川科学技術アカデミー, 再生医療バイオリアクタープロジェクト, 研究員 (40192497)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 池淵 研二 東京医科大学, 医学部, 助教授 (20175194) ; 牧野 弘 財団法人 神奈川科学技術アカデミー, 再生医療バイオリアクタープロジェクト, 研究員 (00359118) ; 野川 誠之 財団法人 神奈川科学技術アカデミー, 再生医療バイオリアクタープロジェクト, 研究員 (90359117)
• Keywords: サイトカイン / エリスロポエチン / 造血幹細胞 / 固定化技術 / ゼラチン / 光リソグラフィ / アポトーシス / マイクロパターニング

Research Abstract

造血幹細胞移植は、骨髄移植、末梢血輸血、臍帯血輸血と発展してきた。臍帯血造血幹細胞は、ドナーへの負担なく採取できること、組織適合性が比較的ゆるいこと、冷凍保存できることなどから将来有望な供給源として期待されている。しかしながら、大量に得ることが困難で、大人の治療には使用しにくい欠点があった。この欠点を克服するための方法として、生体外増殖法の検討が多くなされている。その一つの方法として細胞増殖環境を生み出すストローマ細胞を用いて造血幹細胞の増殖を加速することが検討されている。しかし、ストローマ細胞の由来を考えると問題がある。ストローマ細胞を用いない、できるだけ人工的な培養系の確立が望まれる。そこで本研究では、サイトカインを固定化することによる人工的な細胞増殖環境の創出を目指した。
本研究では、まずサイトカインとしてエリストポエチン(Epo)を選び、ヒト造血前駆細胞のモデルとしてEpo依存性ヒト白血病患者由来細胞UT7-EPOを選んだ。まず、Epoを固定化するために光反応性ゼラチンの合成を行った。ゼラチンにアジド安息香酸の活性エステル体を反応させ合成した。ゼラチン誘導体とEpoを混合し水溶液としてポリスチレン基板に塗布した。風乾した後、マイクロパターンを刻んだ光マスクを載せUV光を照射した。その後、水洗し、細胞培養実験に供した。調製した基板の上にUT7-EPO細胞を播種し、培養を行った。すると、まずEpo固定化領域にだけ接着が見られた。その後2,3日後には、Epo非固定化領域の細胞はアポトーシスを惹起され、死滅したが、Epo固定化領域の細胞だけ生存した。1週間後には、培地の交換を行ったが、依然Epo固定化領域の細胞は増殖を続けた。そして2週間後も細胞成長を支持することがわかった。以上の実験により固定化サイトカインがヒト血液系細胞を活性化することがわかってきた。

Research Products

• [Publications] 劉洪春, 伊藤嘉浩: "Cell attachment and detachment on micropattern-immobilized poly(N-isopropylacrylamide) with gelatin"Lab on a Chip. 2. 175-178 (2002)
• [Publications] 伊藤嘉浩, 野川誠之: "Preparation of a protein micro-array using a photo-reactive polymer for a cell adhesion assay"Biomaterials. 24(印刷中). (2003)
• [Publications] 伊藤嘉浩: "Design and synthesis of functional polymers by in vitro selection"Polym. Adv. Technol.. 14(印刷中). (2003)
• [Publications] 伊藤嘉浩: "造血幹細胞培養のための人工マトリックス"分子細胞治療. 2. 52-55 (2003)
• [Publications] 伊藤嘉浩: "先端化学シリーズIII"丸善(印刷中). (2003)