磁力を用いたヒト培養細胞のポジショニングと組織的細胞集合体の構築

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近年、ヒト培養細胞を用いて生体外で組織・臓器を構築し、移植治療に用いるTissue Engineeringの研究が進んでいる。厚みを持った三次元な構造をしている組織・臓器を構築するためには、直径10μmほどの小さな球体である細胞で、厚みを持った細胞集合体を構築する必要がある。本研究において私は、細胞集合体の構築に磁気ラベルした細胞を磁力で動かすMag-TEを応用することを試みた。細胞の磁気ラベルにはマグネタイトナノ粒子を中心にもつ正電荷リポソームを用いた。従来のTissue Engineeringの手法では、細胞を培地中にバラバラに漂っている懸濁液という状態で操作していたため、意図した箇所に細胞を三次元的に配置することは困難であった。しかし、Mag-TEを用いると、細胞自身の位置を磁力で非接触的に直接操作することが可能となり、細胞を目的の位置に三次元的に配置し集合させることが可能となった。具体的には、1.Mag-TEにより心筋組織の構築し、構築した組織が実際に電気的な結合を保持していることを確認することが出来た。2.Mag-TEにより間葉系幹細胞組織を構築し、ラット頭蓋骨欠損部に移植することで、作製した組織の骨治療への有効性を示すことが出来た。3.Mag-TEにより管状担体の周囲に細胞を効率よく配置させる技術を開発し、ヒト血管を模倣した組織の構築に成功した。以上、本研究では磁性微粒子と磁力をTissue Engineeringに応用し、培養細胞を目的の場所に配置し三次元的に集合させる技術を開発し、組織的な細胞集合体を構築することに成功した。