バイオ3Dプリンターを用いた人工臓器作成におけるiPS細胞応用に関する基礎研究

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人工気管や食道は研究段階であり、その多くがスキャフォールドという細胞を播種する足場を使用しているが、感染や生体適合性の低下、経時的な劣化変性などの問題も有するため、我々はバイオ３Dプリンター”Regenova”によるスキャフォールドを用いない三次元構造体作成の研究を行ってきた。早期の血管ネットワークの構築のために品質の高い多くの血管内皮細胞が必要となるが、自己血管内皮細胞の採取は極めて困難である。また三次元臓器における血管の構築・生着までは、幹細胞の供給が重要である。iPS細胞の幹細胞として、血管内皮細胞ソースとしての三次元臓器内での有用性を証明し、人工臓器の臨床応用への足がかりとしたく研究を進めている。そのために、１．人工臓器内での臍帯静脈内皮細胞とiPS由来血管内皮細胞の有効性の比較ー臍帯静脈内皮細胞(HUVEC)およびiPS 由来血管内皮細胞を用いて、バイオ３Dプリンターで人工気管および人工食道構造体を作製し、それぞれの構造体の機能を比較検討し、iPS細胞の有用性を明らかにする。２．iPS細胞の臓器内での細胞分化と構造体に与える影響の検証ー人工気管、食道において、iPS 細胞を骨髄幹細胞の代替として使用し、３D組織内でのiPS 細胞の分化、移植時組織適合の評価、大口径臓器での評価を行い、より臨床へ向けたiPS 細胞の役割と重要性について明らかにする。以上を目標に研究を進めてきた。現在、iPS細胞を含めた種々の細胞を組み合わせ、気管様・食道様の３D構造体を作成し、ラットへの移植を試みているところである。現在のところその評価には至っていない。