バイオ３Dプリンタによる自己細胞凝集成熟能の機序解明と自己細胞由来心臓弁の開発

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臨床使用される機械弁や異種生体弁などの外来異物を用いて作製した現行の人工弁は抗血栓性、抗感染性、生体適合性、耐久性、さらに小児に適応できる小さな人工弁は開発されていないなど解決すべき課題が多く残されており、未だに理想的なものは開発されていない。当該年度は移植可能な自己細胞由来心臓弁の基盤となる心臓弁組織型スフェロイドの最適化を目的とした研究を実施した。大きな構造体を作成するにあたり、組織体表面からの分子拡散に依存した従来の組織培養法では、酸素・栄養供給の点で内部細胞に十分な酸素・栄養が供給できず中心部壊死を起こすことが予測される。そこで構造体の一つの単位となるスフェロイドの培養条件を変えること、添加物を加えることでスフェロイドの内部細胞の生存率の向上ができないかを検討した。スフェロイドはHNDFBのみで構成され、50000細胞/spheroidで作成した。低酸素の培養条件下でHNDFBのVEGFの産生を促す核酸アナログを添加し通常培養と低酸素培養を行った。比較対象群として核酸アナログを未添加の通常培養群と低酸素培養群を作成し計4群で比較検討を行った。それぞれスフェロイドを1週間培養しAccutaseを用い細胞懸濁液を作成した。その後フローサイトメーターを使用しAnnexinⅤで染色したアポトーシス細胞とDAPIで染色した死細胞の定量評価、それに加え病理学的評価を試みた。低酸素培養下のHNDFBスフェロイドの生存率は従来の培養法よりも高く、さらに核酸アナログを添加することで生存率を高める可能性があることが示唆された。今後は自己細胞由来心臓弁に適したスフェロイドの大きさの再検討、培養条件による細胞内に起こる変化を分子科学的に検討していく必要がある。