合成生物学的アプローチによる高機能三次元組織の構築

点击翻译按钮获取中文摘要

再生医療分野における移植用組織の問題点である、乏血管性と低組織定着性を克服するため「合成生物学的手法による移植組織内での血管新生因子（VEGF-A）の発現制御」と「機能性磁性ナノ粒子を用いた体外での三次元組織構築」の2つのアプローチから検討を行った。まず、VEGF-Aの長期発現による副作用低減を目指し、合成生物学的手法によって設計された「低酸素環境下でのみVEGF-AとEGFP（緑色蛍光タンパク）を共発現する遺伝子発現システム」を構築した。この遺伝子発現システムをマウス筋芽細胞株C2C12細胞へと導入することで、低酸素応答型VEGF-A/EGFP発現細胞株の取得に成功した。取得した細胞株のEGFP蛍光解析と、培養上清中VEGF-Aに対する定量を行うことで低酸素応答性を評価し、発現挙動の異なる２種類の低酸素応答型VEGF-A/EGFP発現細胞株を選抜した。また、低酸素環境下でVEGF-Aを発現させた後、この細胞株を通常酸素環境下に曝すことでVEGF-A発現の抑制が起こることを示し、選抜した2種類の細胞株が自律的に遺伝子発現制御を行えることを明らかにした。さらに、取得した細胞株に機能性磁性ナノ粒子を取り込ませ、磁力により積層させることでシート状三次元組織の構築が可能であることを示した。またこの際、シート状三次元組織を構成した細胞が、組織内部での酸素環境に応じてVEGF-Aを発現することを明らかにした。これらの結果は、移植用組織作製における新たなアプローチとなりうる。