Design of extracellular matrices for mRNA delivery to cell sheet tissues

高度な代謝機能を持つ肝臓や心筋組織を細胞から作るためには、血管等の脈管構造をはじめとする細胞組織の三次元（3D）微細構造の制御が必須である。我々は、メッセンジャーRNA（mRNA）送達により3D組織内部に血管新生因子を発現させ、生体に移植可能な脈管構造をもつ3D肝臓および心筋組織の作製を目指している。そこで本国際共同研究は、細胞シート組織周囲の細胞外マトリックス設計の観点から高効率なmRNA送達手法を達成するために、細胞シート底面の細胞外マトリックスからmRNA送達を行うための培養基材を設計する。当該年度は、2022年11月7日～2023年3月13日の約4ヶ月間、米国ジョージア工科大学Andres J. Garcia教授の研究室に滞在し、共同研究を実施した。具体的には、組み換えタンパク質であるヘパリン結合性フィブロネクチンフラグメント合成のためのプラスミド設計、大腸菌培養、組み換えタンパク質精製を行った。また、移植可能な肝細胞シートを再現性よく作製する手法も併せて確立した。具体的には、拡散距離（具体的には培地の深さ）を短くすることで、気相/培地界面から培養肝細胞への酸素供給を促進し、単層肝細胞シートを形成できることを実証した。

高度な代謝機能を持つ肝臓や心筋組織を細胞から作るためには、血管等の脈管構造をはじめとする細胞組織の三次元（3D）微細構造の制御が必須である。我々は、メッセンジャーRNA（mRNA）送達により3D組織内部に血管新生因子を発現させ、生体に移植可能な脈管構造をもつ3D肝臓および心筋組織の作製を目指している。そこで本国際共同研究は、細胞シート組織周囲の細胞外マトリックス設計の観点から高効率なmRNA送達手法を達成するために、細胞シート底面の細胞外マトリックスからmRNA送達を行うための培養基材を設計する。当該年度は、2022年11月7日～2023年3月13日の約4ヶ月間、米国ジョージア工科大学Andres J. Garcia教授の研究室に滞在し、共同研究を実施した。具体的には、組み換えタンパク質であるヘパリン結合性フィブロネクチンフラグメント合成のためのプラスミド設計、大腸菌培養、組み換えタンパク質精製を行った。また、移植可能な肝細胞シートを再現性よく作製する手法も併せて確立した。具体的には、拡散距離（具体的には培地の深さ）を短くすることで、気相/培地界面から培養肝細胞への酸素供給を促進し、単層肝細胞シートを形成できることを実証した。