ヒト幹細胞から作られた3D肝臓組織移植片がマウスの肝機能をサポート

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スコットランドのエジンバラ大学の再生医学研究センター（MRC）の科学者によって3Dヒト肝臓組織に形質転換された幹細胞は、肝臓疾患のマウスに移植された際に肝機能の有望なサポートをした。科学者は、ヒト肝臓組織インプラントを開発するための初期段階の進歩に加えて、実験室でのヒト肝臓疾患および試験薬の研究のためのより良いプラットフォームを提供することによって、実験動物の必要性を低減できるとも述べている。

この研究はArchives of Toxicologyに掲載された。科学者はヒト胚性幹細胞を採取して人工多能性幹細胞（iPSCs）を誘導し、慎重にそれらを刺激して肝細胞の特性を発達させた。

研究者らは、これらの細胞を1年以上にわたりディッシュの中の小さな塊として成長させた。この研究を主導したエジンバラ大学の再生医療センターMRCのDavid Hay博士は、「研究室で幹細胞由来の肝臓組織を1年以上生存させたのは、これが初めてだ。 長い間細胞を生きて安定した肝細胞として維持することは非常に難しいが、人にこの技術を応用することを望むなら、非常に重要なステップである。」と述べた。

科学者は3Dの足場を開発するため、ヒトで既に承認された適切なポリマーを特定するために材料化学者および技術者と協力した。

最良の材料は生分解性ポリエステル、ポリカプロラクトン（polycaprolactone）であり、マイクロファイバーに紡糸された。繊維のメッシュは、1センチメートル四方、厚さ数ミリメートルの足場を形成した。20日間培養した胚性幹細胞由来の肝細胞を足場に載せ、マウスの皮膚下に移植した。血管は足場上で首尾よく成長し、マウスは血液中にヒト肝臓タンパク質を有することが判明し、組織が循環系とうまく一体化したことが示された。 足場は動物の免疫系によって拒絶されなかった。


肝組織スキャホールドは、チロシン血症を有するマウスにおいて試験された。チロシン血症は、アミノ酸チロシンを分解する肝臓中の酵素が欠損し、有害な代謝産物の蓄積をもたらす潜在的に致命的な遺伝的障害である。移植された肝臓組織は、チロシン血症を有するマウスのチロシン分解に役立った。肝臓移植片を有するマウスは、空の足場を移植した対照群のマウスと比較し体重が減り、血中に毒素が蓄積されず、肝臓損傷の兆候も少なかった。

教授は、「生物学者、化学者、技術者が結集して、研究室で成長する肝細胞の新しい足場を開発し、肝機能をうまく補うことができたことに興奮している。私たちは、これらのインプラントが、いつか肝臓の不調を助けることができるかもしれないことを願っている。足場を皮膚の下に置くことは、組織移植片を腹部に挿入するよりも侵襲性が低く、潜在的に安全であるという大きな利点を有する。」「肝臓病は深刻な問題だ。現在、英国では5番目に大きな死因である。肝疾患を抱える多くの人々は、移植を待って死ぬか、移植後に免疫抑制薬の合併症を発症するので、我々は急いで代替案を見つける必要がある。これらの結果は重要な初期段階であり、現在では、この技術の安全性を十分に確立し、肝臓組織の性能をスケールアップして最適化するために長期試験を実施し、この技術を臨床試験に移行する必要がある。」と述べた。

最高科学責任者、Rob Buckle博士は次のようにコメントした：「この研究は、移植用肝臓組織製品の継続供給を提供するために、幹細胞のリプログラミング技術の可能性に一歩近づいた。このような幹細胞由来の組織が研究室で肝機能の容貌を再現できることを示すことは、より正確なヒト組織のモデルが必要とされる新薬の試験を改善するための実質的な可能性を提供する。」

画像は足場を示している。生分解性ポリエステル（ポリカプロラクトン）は、電子顕微鏡で見ると微細な繊維メッシュになっている。

【BioQuick News：3D Liver Tissue Implants Made from Human Stem Cells Support Liver Function in Mice】

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