本研究の目標は、実際の肝臓の組織に近い組織構造を体外で実現し、その再構築された構造をバイオ人工臓器や再生医療へ応用するものである。本研究では、肝細胞、血管内皮細胞、及び星細胞の3種類の細胞による肝細胞組織構造が体外で再構築するプロセスを明らかにした。即ち、それぞれの細胞において生体高分子の発現とマイクロナノスケール物質移動による関わりを伴いながら、組織構築が可能になることが分かり、複合組織である肝臓再構築の可能性を見いだした。本研究における特筆すべき成果は以下の通りである。一つ目の大きな成果は、星細胞の関与に類洞構造の構築である。類洞では星細胞が細胞突起を伸ばして血管構造を裏打ちしているが、この構造を薄い生分解性ポリ乳酸‐ポリグリコール酸共重合体(PLGA)多孔性薄膜の活用によって構築した。さらにPLGA多孔性薄膜が異種細胞間相互作用を促進させ, 機能的な肝類洞様組織の再構築に有効な細胞足場であることが分かった。二つ目は、3次元の肝細胞組織内での血管化に成功した点である。血管化の課題は再生医療の分野では極めて困難な課題で、世界中の組織工学の研究者が血管化の実現を目指しているが、顕著な進展が無かった。本研究ではせん断応力による機械的刺激による誘導及びマイクロ流路を活用した実験で、血管化に成功した。以上のように、当該分野で困難であった課題を克服する事ができ、バイオ人工肝臓の実用化に向けて大きく前進したと言える。

研究種目 : 基盤研究(A)
研究期間 : 2008～2011
課題番号 : 20246041
研究分野 : 工学
科研費の分科・細目 : 機械工学・熱工学