細胞表面への細胞外マトリックス薄膜形成による細胞機能の制御と積層化組織の構築

学術のみならず、社会的、経済的にも注目を集めている再生医療分野において、細胞移植が成果をあげている一方で、移植効率の低さが指摘されており、生体外で生体類似組織を構築する技術の開発が求められている。近年、生体に見られるような細胞と細胞外マトリックス(ECM)から成る階層構造を構築する技術が報告されているが、細胞の増殖や分化が制御され、生体組織に匹敵する機能を有する組織の構築には至っていない。このような組織を構築するためには、細胞の界面構造や機能を制御しながら組織を構築する必要がある。本研究では、生体外で望みの細胞とECMを用いて、細胞の増殖や分化を制御した生体組織に匹敵する機能を有する様々な積層化組織の構築を目的とした。具体的には1.ヒト血管壁モデル組織や2.筋芽細胞からなる骨格筋モデル組織の構築を生体外で行う。本年度においては、細胞表面にフィプロネクチン(FN)-ゼラチン(G)薄膜(Nano-ECM)をおよそ6nm形成することで、細胞層間の接着足場を提供し、細胞を1層ずつ積層化することによって、生体の血管壁に類似した積層組織を構築した。また、構築した正常ヒト血管モデルを用いて、生体血管の初期炎症状態を生体外で再現することに成功した(K.KadowaW,M.Matsusaki,M.Akashi,to be submitted.)。さらに、細胞表面に高分子ナノ薄膜を人工的なNano-ECMとして形成し、サイトカインをナノ薄膜に担持させることで、細胞の機能を制御できることを見出した(K.Kadowaki,M,Matsusaki,M.Akashi.,Chem-Lett.accepted.)。本手法を用いて、細胞の界面構造を制御することで細胞の機能が制御可能となり、生体組織に類似した構造と機能を有する組織の構築が期待される。このように、生体外で様々な生体モデル組織が構築できれば、再生医療分野での移植効率の向上だけでなく、疾患モデル組織として発ガン実験や薬剤の効果判定などへの応用も期待される。

学術のみならず、社会的、経済的にも注目を集めている再生医療分野において、細胞移植が成果をあげている一方で、移植効率の低さが指摘されており、生体外で生体類似組織を構築する技術の開発が求められている。近年、生体に見られるような細胞と細胞外マトリックス(ECM)から成る階層構造を構築する技術が報告されているが、細胞の増殖や分化が制御され、生体組織に匹敵する機能を有する組織の構築には至っていない。このような組織を構築するためには、細胞の界面構造や機能を制御しながら組織を構築する必要がある。本研究では、生体外で望みの細胞とECMを用いて、細胞の増殖や分化を制御した生体組織に匹敵する機能を有する様々な積層化組織の構築を目的とした。具体的には1.ヒト血管壁モデル組織や2.筋芽細胞からなる骨格筋モデル組織の構築を生体外で行う。本年度においては、細胞表面にフィプロネクチン(FN)-ゼラチン(G)薄膜(Nano-ECM)をおよそ6nm形成することで、細胞層間の接着足場を提供し、細胞を1層ずつ積層化することによって、生体の血管壁に類似した積層組織を構築した。また、構築した正常ヒト血管モデルを用いて、生体血管の初期炎症状態を生体外で再現することに成功した(K.KadowaW,M.Matsusaki,M.Akashi,to be submitted.)。さらに、細胞表面に高分子ナノ薄膜を人工的なNano-ECMとして形成し、サイトカインをナノ薄膜に担持させることで、細胞の機能を制御できることを見出した(K.Kadowaki,M,Matsusaki,M.Akashi.,Chem-Lett.accepted.)。本手法を用いて、細胞の界面構造を制御することで細胞の機能が制御可能となり、生体組織に類似した構造と機能を有する組織の構築が期待される。このように、生体外で様々な生体モデル組織が構築できれば、再生医療分野での移植効率の向上だけでなく、疾患モデル組織として発ガン実験や薬剤の効果判定などへの応用も期待される。