マイクロニードルゲル基材を用いた肝臓表面における肝組織構築

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肝臓のドナー不足は世界的な問題となっている。体内での肝組織構築は、その解決が期待されるものの、豊富な血流を有する部位への移植と長期的な生体内培養が必須である。しかしiPS細胞等の腫瘍形成リスクを考慮すると、除去が容易な移植システムの確立が望まれる。本研究では肝臓表面に対して着脱可能な独自の移植システムを開発し、生体内において肝機能補助可能なレベルの肝組織を安全かつ低侵襲的に構築することを目的とする。マイクロニードルを有する生体適合性ゲルに肝細胞を包埋して肝臓表面に穿刺し、肝臓から肝再生を促す液性因子を拡散供給して肝組織化すると共に、除去可能であることを明らかにして安全かつ有効な肝再生医療を確立する。2022年度は肝臓へ穿刺可能なニードル基材を作製し、本基材の構造や液性因子の拡散性の分析を行った他、本基材をマウスの肝臓表面に穿刺し、肝細胞を移植し得ることや肝臓表面に対して着脱可能であることを明らかにした。3Dプリンタ出力物や金属製のニードルを鋳型としてポリジメチルシロキサン（PDMS）を転写重合し、種々のサイズのニードル作製用PDMS凹型鋳型を作製した。基材の材料には、生体適合性を有し、肝臓表面への穿刺に十分な強度を有するアガロースを用いた。アガロース溶液を凹型鋳型に流し込み、ゲル化・凍結乾燥することでアガローススポンジニードル基材を作製した。得られた基材の表面はフィルム状であり、内部は多孔質構造を有していた。また、BSAやシトクロムcを用いて外部から基材内部へタンパクや増殖因子が拡散可能であることが示唆された。本基材をマウスの肝臓に穿刺し、ラット初代肝細胞を基材上面より播種することに成功した。また、本基材をマウス肝臓表面に対して穿刺して移植し、移植1週間後に、基材が肝臓表面に維持されており、剥離することで出血がほぼ見られずに基材を除去できることを明らかにした。