神経インターフェース技術に基づいたインスリン分泌制御手法の開発とデバイス化

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多能性幹細胞よりインスリン分泌膵b細胞を誘導する試みは糖尿病治療の重要なステップとして注目を集めているが, 幹細胞由来膵b細胞は実際の細胞と比べてグルコース応答性等の機能が劣るといった理由から, 膵b細胞のインスリン分泌を人為的に制御する手法開発が求められている。これに対して本研究の目的は自家移植を目標とした分化細胞からの神経細胞・膵b細胞の誘導手法の開発、及び神経インターフェース技術を利用した工学的アプローチにより膵b細胞のインスリン分泌を制御する手法の確立である。本年度は特に線維芽細胞より神経細胞と膵b細胞を誘導する手法の確立に注力した。これまでにウイルスベクターを用いた遺伝子導入法による線維芽細胞から目的細胞へのダイレクトリプログラミングが行われているが、この手法には遺伝子への障害リスクや効率性・再現性などに課題があった。これに対して我々は低分子化合物を用いた細胞加工技術による神経細胞・膵b細胞誘導を試みた。これまでにマウス線維芽細胞に対してエピジェネティクス状態を制御する低分子化合物を作用させ、その後神経誘導培地を用いて培養を行うことで線維芽細胞から神経細胞を誘導することを可能とした。また、同様に低分子化合物を作用させた線維芽細胞をマウス膵b細胞株と共培養することで、膵b細胞特有の遺伝子発現を上昇することを確認している。これらの結果より低分子化合物を用いた神経細胞・膵b細胞の誘導技術確立に向けて重要な基盤を築けたと考えている。また、両細胞の神経インターフェース化に向けた共培養チャンバ作製に必要な微細加工機器の購入を行い、今後の微細加工実験に向けても立上げを行うことができた。