オルガノイドを基盤とした臓器工学的肝臓構築技術の開発

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本研究では、機能性ゲル粒子と細胞群からなるハイブリッドオルガノイドという新規細胞組織体を介在させることにより、細胞の組織化（組織構造）と、機能的優位性が明らかなミクロ構造体(オルガノイド)およびマクロ構造体(臓器構造)を「つなぐ仕組み」を実現し、精緻な類洞を有する肝小葉構造で満たされた臓器工学的肝臓構築を目指している。主な研究実績は以下のとおりである。【① 適切な生分解特性を有する機能性ヒドロゲル粒子の開発】　初代肝細胞のスフェロイド形成には適切な培養基材（環境）だけでなく、適切な播種細胞密度も重要である。本研究において、適切な大きさの機能性ゲル粒子と単離した初代肝細胞を混合懸濁播種することにより、通常スフェロイド形成が阻害される程の高細胞密度播種条件においても良好なスフェロイド形成ならびに生細胞数および肝特異的機能発現の向上を明らかにした。この機能性ゲル粒子は各種増殖因子の固定化およびその徐放性に優れていた。さらに、生体内における血管新生促進効果も有していた。【② ハイブリッドオルガノイドにおける初期ドメイン構造の最適化】　本年度は初代肝細胞と内皮細胞との共培養スフェロイド形成に焦点を当て、両細胞がランダム配置されたスフェロイド形成を行った。さらに、肝細胞スフェロイドを内皮細胞シートで被覆した階層型共培養スフェロイド形成デバイスの試作に成功した。一方、脱細胞化肝臓鋳型に対する細胞播種において、通常の培養基材への播種と比較して生存率の顕著な低下が明らかとなった。これに対して、インテグリン刺激基材を開発し導入することにより、当該問題の克服が可能であることを見出した。