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移植医療を標的とした細胞組織を封入するためのマイクロ流体システムの開発

开发封装组织靶向移植药物的微流体系统

基本信息

批准号：
14F04771
负责人：
竹内昌治
金额：
$ 1.47万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2014
资助国家：
日本
起止时间：
2014-04-25 至 2017-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

肝臓を構成する肝細胞は、高い細胞増殖能、血清タンパク質産生能、薬物代謝機能を有し、生体恒常性の維持に重要な役割を担っている。その細胞特性から、生体外での組織再生モデルや薬剤応答モデル、さらには細胞移植治療における細胞供給源として利用することが期待されている。しかしながら、従来の2次元および3次元培養法では、生体内のような高い細胞機能を再現することが困難であった。本研究では、マイクロ流体デバイスによる細胞ファイバ技術を用いて、ラット初代肝細胞を種々の細胞外マトリクスと共にコアシェル型マイクロファイバにカプセル化することで、高い細胞機能を有する3次元肝細胞培養システムの構築を行った。カプセル化されたラット初代肝細胞は、コア内において増殖と遊走によって細胞間接着を構築し、ファイバ状の３次元組織を形成することを見出した。また、肝細胞密度とECMの種類および濃度を最適化することで、従来の培養法に比べて、高い細胞生存率、アルブミン産生能、尿素合成機能を3週間の長期に渡って維持可能なことを明らかにした。これらの成果は国際学会で報告しており、高い評価を受けることができた。その後、ファイバ内の肝細胞の薬物代謝能を薬剤刺激試験により検証し、生体肝細胞との類似性を明らかにした。さらに肝細胞ファイバのin vivoでの機能評価のために、アルブミン欠損ラットの腸間膜内に肝細胞ファイバを移植し、血中アルブミン量を評価することで、その移植片としての効果と安全性を証明することができた。以上の結果は、論文化および発表準備中である。

Liver cell composition plays an important role in cell proliferation, serum protein production, and maintenance of biological homeostasis. The characteristics of cells, tissue regeneration in vitro, and the utilization of cell supply sources for cell transplantation therapy are expected. It is difficult to reproduce the functions of cells in vivo by using the two-dimensional and three-dimensional culture methods. In this study, we constructed a three-dimensional hepatocyte culture system for the application of fluid culture technology to primary hepatocytes and the development of extracellular culture systems for primary hepatocytes. In the early stages of liver cell development, cell growth and migration were observed, and cell structure and three-dimensional organization were observed. In order to optimize the cell density, ECM type and concentration, the culture method was used to improve the survival rate of hepatocytes, increase the production capacity of hepatocytes, and maintain the urea synthesis function for a long time within 3 weeks. The results of the International Academy of Sciences are reported in the report of the International Academy of Sciences. The metabolic energy of the hepatocyte in the liver is stimulated by the stimulation test, and the similarity of the hepatocyte in vivo is clearly demonstrated. The function of liver cells in vivo was evaluated, and the safety of liver cells in intestinal mucosa was demonstrated. The above results are in the process of preparing for the cultural event.