磁場と磁気ナノ粒子を用いた細胞シート工学とその再生医療への応用開発研究

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マグネタイトは鉱物として自然界に存在しており、生体内にも微量に存在している生体に無害な磁性微粒子である。我々はマグネタイト(Fe_3O_4)をナノメーターサイズに成形した磁性微粒子を使って、標的の細胞へ特異的に集積させることができる磁性微粒子封入リポソームの開発を行った。一方リポソームはその水相あるいは脂質膜に種々の薬物を封入することが可能なカプセルである。生体適合性も優れており、荷電・粒子径、あるいは脂質成分を変えたり、抗原・抗体・糖などの特異的リガンドを化学的に結合させたりして、細胞特異性を持たせることが出来ることからドラッグデリバリーシステム(DDS)の材料として注目を集めている。我々はこれらのリポソームとナノメーターサイズ磁性微粒子とを用い、磁性ナノ微粒子を細胞に取り込ませ、磁場を利用して細胞を目的の場所に配置・接着させて、2次元細胞シートを構築することに成功した。さらにこれらの細胞シートを多重層化することにより、3次元(3D)での細胞組織構築を可能にした。この新しい方法を用いて、骨髄細胞由来の間葉系幹細胞(Mesenchymal stem cell: MSC)の三次元組織への構築を行った。作成された間葉系幹細胞シートを重症下肢虚血モデルに移植したところ、同部位への血管再生が増強された。機序として、移植細胞シートから放出されたVEGFなどのサイトカインの関与が示唆された。以上より磁性微粒子による細胞シート工学は、将来有望な再生医療のDDSを構築できるものと期待される。