● Tissue engineering

Surface research

RGDペプチドの電気化学的脱離による毛細血管組織の構築

研究目的

近年、培養細胞から構築した皮膚や角膜などの組織を移植し治療をおこなう再生医療と呼ばれる新しい治療技術が注目されています。しかし、三次元的な厚みのある肝臓のような高度な組織・臓器を生体外で構築することは現状では不可能であり、酸素や栄養素を供給するための血管となる流路を作る技術が求められています。毛細血管を有する組織を生体外で構築するには、血管内皮細胞に裏打ちされたマイクロ流路構造を作る技術が必要となります。そこで本研究では、電気化学的な細胞脱離法を開発し、微細加工技術と組み合わせることで高度な細胞組織を作ることを目的としています。

研究内容

本研究では、金に化学吸着したチオール分子が、電位印加により脱着する現象を利用しています。 　具体的には、両末端にC、中央にRGDのアミノ酸を配置したペプチドを設計し、直径500 μmの金線表面に両末端がCのチオール基を介して化学吸着させます（図１）。さらに、ペプチド中央のRGDを介して血管内皮細胞を接着させます。細胞が増殖・伸展して金線表面を覆うと、それらを微細加工で作製した容器内に微小間隔で並べます（図２）。そこへ肝細胞などを含むコラーゲン溶液を流し込み、コラーゲンをゲル化させます。ここで、金線表面に電位を印加し金線とペプチドの結合を切断します。こうすることで、血管内皮細胞に裏打ちされた血管構造を作製できます。さらに、このマイクロ流路へ成長因子を含んだ培養培地を送液すると、毛細血管構造が形成されます。

[参考資料]

Y. Seto, R. Inaba, T. Okuyama, F. Sassa, H. Suzuki, J. Fukuda*, Engineering of capillary-like structures in tissue constructs by electrochemical detachment of cells, Biomaterials (IF=7.88), 31, pp.2209-15 (2010)