膵島移植に向けた取り出し可能な細胞カプセル化デバイスの開発

膵島移植は重症インスリン依存性糖尿病に対する画期的な治療法ではあるが、絶対的なドナー不足が最大の課題である。ドナー不足という問題を抜本的に解決するために、異種細胞やiPS細胞を利用した新たな移植療法の実現が強く望まれる。近年は、iPS 細胞の効率的作製が進み、分化誘導により機能的な膵島を調整することが可能になってきたが、これを移植療法として実用化するためには、移植細胞に対するホストからの反応を抑制することと、カプセル化した膵島の安全性を担保することが必要である。そのためのアプローチの1つとして細胞をハイドロゲルや半透膜などの免疫隔離膜にカプセル化して移植する方法がある。本研究では、高効率に細胞を充填できるハイドロゲルカプセル化デバイスを作製し、ホストからの異物反応の抑制とカプセル化した細胞の長期機能維持を兼ね備えた取り出し可能な細胞移植片の開発を目指す。初年度は、マイクロ流体デバイスを用いて、アルギン酸ゲルをシェルとしたコアシェル型ハイドロゲルカプセルを作製し、ゲル表面をコーティングすることで異物反応が抑制できるかを検討した。アルギン酸ゲル表面をPEGコーティングすることで、従来の直径 1 mm のアルギン酸ゲルファイバーよりもさらに異物反応が抑制される傾向が示唆された。また表面コーティングすることで生体内での機械的安定性が良くなることもわかった。現在は、細胞をカプセル化したファイバーに対して同様の妙面コーティングを行い、異物反応が抑制される傾向にあるかを評価している。

膵島移植は重症インスリン依存性糖尿病に対する画期的な治療法ではあるが、絶対的なドナー不足が最大の課題である。ドナー不足という問題を抜本的に解決するために、異種細胞やiPS細胞を利用した新たな移植療法の実現が強く望まれる。近年は、iPS 細胞の効率的作製が進み、分化誘導により機能的な膵島を調整することが可能になってきたが、これを移植療法として実用化するためには、移植細胞に対するホストからの反応を抑制することと、カプセル化した膵島の安全性を担保することが必要である。そのためのアプローチの1つとして細胞をハイドロゲルや半透膜などの免疫隔離膜にカプセル化して移植する方法がある。本研究では、高効率に細胞を充填できるハイドロゲルカプセル化デバイスを作製し、ホストからの異物反応の抑制とカプセル化した細胞の長期機能維持を兼ね備えた取り出し可能な細胞移植片の開発を目指す。初年度は、マイクロ流体デバイスを用いて、アルギン酸ゲルをシェルとしたコアシェル型ハイドロゲルカプセルを作製し、ゲル表面をコーティングすることで異物反応が抑制できるかを検討した。アルギン酸ゲル表面をPEGコーティングすることで、従来の直径 1 mm のアルギン酸ゲルファイバーよりもさらに異物反応が抑制される傾向が示唆された。また表面コーティングすることで生体内での機械的安定性が良くなることもわかった。現在は、細胞をカプセル化したファイバーに対して同様の妙面コーティングを行い、異物反応が抑制される傾向にあるかを評価している。