設計ペプチドによる新規人工細胞外マトリックスの構築と細胞の分化・配向制御への応用

生体外で生体組織を模倣した細胞集合体を作製できれば、移植治療や創薬試験に有用である。しかしながら、必要な細胞を高効率に分化誘導すること、細胞の配向を制御して集合化させること等が課題となっており、これらを解決する高機能な細胞培養基材の開発が期待される。本研究では、細胞培養可能な超分子ヒドロゲルを形成するペプチドE1Y9を用いて、細胞の分化・配向性を制御する細胞培養基材を構築することを目的としている。昨年度は、生物活性を付与したE1Y9誘導体の混合により、ヒドロゲルの細胞分化促進能を制御できることが明らかとなった。また、ヒドロゲルの成形によって細胞の配向性を制御できる可能性が示された。今年度は、ヒドロゲルの更なる機能化のため、親水性配列を導入したE1Y9誘導体を設計・合成した。誘導体とE1Y9 を混合してヒドロゲルを作製したところ、誘導体の混合によってヒドロゲル中の物質拡散性を向上できることが明らかとなった。誘導体からなるヒドロゲル内部で細胞培養を行ったところ、従来のE1Y9ヒドロゲルと比較して、細胞の増殖能が劇的に向上することを見出した。さらに、同ヒドロゲルのカルシウムイオン応答能と物質拡散制御能を活用して、生体内注入可能な薬剤徐放性ヒドロゲルの構築をおこなった。担がんマウスモデルに対して、腫瘍近傍への局所投与による治療試験を行い、ヒドロゲル製剤の抗がん剤がPBS製剤の抗がん剤よりも高い治療効果を有することを明らかにした。今回は抗がん剤をモデルとした薬剤徐放システムの検討を行ったが、成長因子等の滞留・徐放への応用も可能であると考えられ、将来的に細胞の分化・配向性を高度に制御するために有用であると期待される。

生体外で生体組織を模倣した細胞集合体を作製できれば、移植治療や創薬試験に有用である。しかしながら、必要な細胞を高効率に分化誘導すること、細胞の配向を制御して集合化させること等が課題となっており、これらを解決する高機能な細胞培養基材の開発が期待される。本研究では、細胞培養可能な超分子ヒドロゲルを形成するペプチドE1Y9を用いて、細胞の分化・配向性を制御する細胞培養基材を構築することを目的としている。昨年度は、生物活性を付与したE1Y9誘導体の混合により、ヒドロゲルの細胞分化促進能を制御できることが明らかとなった。また、ヒドロゲルの成形によって細胞の配向性を制御できる可能性が示された。今年度は、ヒドロゲルの更なる機能化のため、親水性配列を導入したE1Y9誘導体を設計・合成した。誘導体とE1Y9 を混合してヒドロゲルを作製したところ、誘導体の混合によってヒドロゲル中の物質拡散性を向上できることが明らかとなった。誘導体からなるヒドロゲル内部で細胞培養を行ったところ、従来のE1Y9ヒドロゲルと比較して、細胞の増殖能が劇的に向上することを見出した。さらに、同ヒドロゲルのカルシウムイオン応答能と物質拡散制御能を活用して、生体内注入可能な薬剤徐放性ヒドロゲルの構築をおこなった。担がんマウスモデルに対して、腫瘍近傍への局所投与による治療試験を行い、ヒドロゲル製剤の抗がん剤がPBS製剤の抗がん剤よりも高い治療効果を有することを明らかにした。今回は抗がん剤をモデルとした薬剤徐放システムの検討を行ったが、成長因子等の滞留・徐放への応用も可能であると考えられ、将来的に細胞の分化・配向性を高度に制御するために有用であると期待される。