三次元肝組織デバイスの構築及び機能評価

三维肝组织装置的构建及功能评价

基本信息

批准号：
12J00238
负责人：
荒井健一
金额：
$ 1.15万
依托单位：
University of Toyama
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2012
资助国家：
日本
起止时间：
2012 至 2013
项目状态：
已结题

项目摘要

高機能の肝組織を工学的に構築する為には、組織のすみずみまで酸素と栄養が供給される毛細血管様構造の構築、動脈、静脈に加えて門脈系が加わる脈管系の構築、更に産生される胆汁の排出制御、肝実質細胞が血管側と胆管側で厳密に細胞膜タンパク質の極性が制御されていること及び、3次元環境下で細胞および足場材料の配置の制御などの解決が必要不可欠である。本研究では、肝臓の組織工学の様々な問題点の中から、肝実質細胞の3次元培養環境下での配置及び膜タンパク質の極性の制御に焦点を絞り、解決することを目的とする。これにより、従来の人工肝臓作製の研究では困難であった細胞の正確な配置の制御、及び排出系のトランスポーターの局在を制御することにより毛細胆管の形成制御、肝実質細胞膜表面の薬物取り込みトランスポーターの局在を制御することで、薬物の取込み量の増加が予想される。昨年度までに我々は、生体適合性材料であるアルギン酸ゲル構造物の作製をマイクロレベルで成功している。そこで、昨年度は、肝実質細胞の極性を制御できる足場材料を検討した。その結果、ガラクトース基を足場材料として用いることにより、肝実質細胞の血管側に主に発現しているアシアロ糖タンパク質レセプターの局在を制御することに成功した。本年度は、ガラクトースを有する複雑なアルギン酸ゲル構造物を3Dバイオプリンターで作製し、肝実質細胞を播種した結果、肝特異的な機能の保持及び、トランスポーターの局在を制御できるデバイスの作製に成功した。現在、上記のデータをまとめ、追試実験をした上で論文投稿する為の準備をしている。

In order to engineer highly functional liver tissue, it is essential to resolve such problems as building capillary-like structures that are supplied with oxygen and nutrients to every corner of the tissue, the construction of a vasculature in which the portal vein system is added in addition to arteries and veins, controlling the excretion of bile produced, the polarity of cell membrane proteins strictly regulated on the vascular and bile sides of the肝实质细胞，以及在三维环境中对细胞和脚手架材料的放置的控制。这项研究旨在通过关注肝实质细胞在三维培养环境和膜蛋白的极性中的位置来解决肝组织工程的问题。这通过控制细胞的精确放置来预测药物摄取量的增加，这些细胞在人造肝产生中很难，以及通过控制胆管的形成和在肝细胞质细胞膜细胞膜表面上控制胆管的形成和控制胆管的定位和控制分泌系统中转运蛋白的定位。到去年，我们在生物相容性藻酸盐凝胶结构的制造方面已经在微观水平上取得了成功。因此，去年我们检查了可以控制肝实质细胞极性的支架材料。结果，通过将半乳糖基作为脚手架材料，我们成功地控制了阿乳糖蛋白受体的定位，这些蛋白受体主要在肝实质细胞的血管侧表达。今年，使用3D Bioprointer产生了带有半乳糖的复杂藻酸盐凝胶结构，并播种肝实质细胞，因此，我们能够创建一个可以维持肝脏特异性功能和控制转运蛋白定位的装置。目前，我们正在编译上述数据，进行重新检查实验，并准备提交论文。