セルロースとキチンのナノファイバーで制御する肝細胞の機能発現

纤维素和甲壳素纳米纤维控制肝细胞的功能表达

• 批准号: 21K14890
• 负责人: 畠山 真由美
• 金额: $ 2.91万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K14890/
• 关键词: セルロース; キチン; 細胞培養基材; 肝細胞; ナノセルロース; 多糖ナノファイバー; バイオマテリアル

現在、新規に開発される医薬品の肝毒性評価において、ヒト初代培養肝細胞が主に使用されているが、入手機会に限りがあることや、ロット差が大きいため安定した毒性評価が困難である。一方、ほぼ無限に増殖が可能なiPS細胞由来の肝細胞であれば、安定した細胞供給源となるが、薬物代謝酵素活性などの肝機能が初代培養の肝細胞と比べて低いことが課題となっている。そこで本研究では、林産系ナノ素材として注目されている樹木由来セルロースナノファイバーと水産資源のキチンナノファイバーの「固体糖鎖界面」と「ナノ繊維形状」を活かして、細胞間コミュニケーションの促進に着目した細胞培養基材を創出することで、iPS細胞由来肝細胞の機能を向上させることを目的としている。本年度は、昨年度と同様に、ナノセルロースによる肝細胞の機能向上を目指して官能基や繊維長、結晶形の異なるさまざまなナノセルロースを使用して培養基材を作製した。作製した基材上に肝細胞のモデルとしてヒト肝ガン細胞（HepG2細胞）を播種し、肝機能に関連する遺伝子の発現解析を行った。その結果、セルロースナノファイバーを用いた基材で培養したHepG2細胞は、アルブミン遺伝子を高発現しており、培養日数を伸ばしても高い発現量を維持していた。また、本年度は肝細胞の生育・肝機能を支えるための類洞内皮細胞のモデルとして臍帯内皮細胞の培養にも取り組んだ。セルロースやキチンのナノファイバーで作製した基材上で臍帯内皮細胞の培養を行ったところ、内皮細胞の接着を期待していたキチンナノファイバー単独の基材には、内皮細胞が接着しないことが明らかになった。化学修飾したセルロースナノファイバーと混合すると、良好な細胞接着性を示した。さらに、化学修飾セルロースナノファイバー基材上の内皮細胞は、肝細胞の生育を支える増殖因子の遺伝子を高発現している傾向が見られた。

Now, new rules に 発 さ れ る medical 薬 product の hepatotoxicity evaluation 価 に お い て, ヒ ト early generation develop hepatocellular が master に use さ れ て い る が, of opportunity に limit り が あ る こ と や, ロ ッ ト bad が big き い た め settle し た toxicity evaluation 価 が difficult で あ る. Side, ほ ぼ infinite に rights may reside が な iPS cell origin の hepatocellular で あ れ ば, stable し た cells supply source と な る が, 薬 metabolic enzyme activity な ど の liver function が original culture と の liver cells than べ て low い こ と が subject と な っ て い る. そ こ で this study で は, inventive ナ ノ material と し て attention さ れ て い る trees origin セ ル ロ ー ス ナ ノ フ ァ イ バ ー と aquatic resources の キ チ ン ナ ノ フ ァ イ バ ー の "solid sugar lock interface" と "ナ ノ 繊 d shape" を live か し て, intercellular コ ミ ュ ニ ケ ー シ ョ ン の promote に with mesh し た cell culture substrate を hit す る こ と で, iPS The origin of the cells: liver cells <s:1> function: を upward させる とを とを purpose: と と て る る る With others in this year's annual と は, yesterday に, ナ ノ セ ル ロ ー ス に よ る function of liver cell の upward を refers し て functionality や 繊 d long, crystalline form の different な る さ ま ざ ま な ナ ノ セ ル ロ ー ス を use し て し the cultivation base material を cropping た. Cropping し た substrate に hepatocellular の モ デ ル と し て ヒ ト liver ガ ン cells (HepG2 cells) を seeding し, liver function に masato even す る heritage 伝 son の 発 now line analytical を っ た. そ の results, セ ル ロ ー ス ナ ノ フ ァ イ バ ー を with い た substrate で cultivate し た は HepG2 cells, ア ル ブ ミ ン posthumous son 伝 を high 発 now し て お り, training days を stretch ば し て も high い 発 now quantity を maintain し て い た. ま た, this year's family の は liver cells, liver function with を え る た め の class hole endothelial cells の モ デ ル と し て umbilical endothelial cells 帯 の cultivate に も group take り ん だ. セ ル ロ ー ス や キ チ ン の ナ ノ フ ァ イ バ ー で cropping し た substrate で umbilical 帯 endothelial cell line の cultivate を っ た と こ の ろ, endothelial cells and then を expect し て い た キ チ ン ナ ノ フ ァ イ バ ー 単 の base material alone に が は, endothelial cells and then し な い こ と が Ming ら か に な っ た. Chemically modified し た セ ル ロ ー ス ナ ノ フ ァ イ バ ー と mixed す る と, good な cells then を し た. さ ら に, chemical modification セ ル ロ ー ス ナ ノ フ ァ イ バ ー substrate は の endothelial cells, liver cells の fertility を え る raised colonization factor の heritage 伝 son を high 発 now し て い る tendency が see ら れ た.

项目成果

表面カルボキシ化セルロースナノファイバーによる間葉系幹細胞の制御

表面羧化纤维素纳米纤维对间充质干细胞的控制

• 发表时间: 2022
• 作者: 畠山真由美;北岡卓也
• 通讯作者: 北岡卓也

セルロースナノファイバーとキトサンナノファイバーからなる3D印刷可能なバイオインクの開発

开发由纤维素纳米纤维和壳聚糖纳米纤维组成的3D打印生物墨水

• 发表时间: 2022
• 作者: 張子霖;畠山真由美;北岡卓也
• 通讯作者: 北岡卓也

リン酸化セルロースナノファイバー基材における動物細胞の培養挙動

动物细胞在磷酸化纤维素纳米纤维基质上的培养行为

• 发表时间: 2022
• 作者: 劉啓美;畠山真由美;北岡卓也
• 通讯作者: 北岡卓也

TEMPO酸化セルロースナノファイバー/キチンナノファイバー混合基材によるTLR2シグナル伝達の活性化

TEMPO氧化纤维素纳米纤维/甲壳素纳米纤维混合基质激活TLR2信号

• 发表时间: 2023
• 作者: 畑瀬莉沙;畠山真由美;北岡卓也
• 通讯作者: 北岡卓也

Inflammatory response of polysaccharide nanofiber-stabilized Pickering emulsion for liver context

多糖纳米纤维稳定的皮克林乳液对肝脏的炎症反应

• 发表时间: 2023
• 作者: Qi Li;Mayumi Hatakeyama;Takuya Kitaoka
• 通讯作者: Takuya Kitaoka