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

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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。