肝臓オルガノイドをビルディングブロックとして用いた「ヒストミメティック」肝臓構築物の三次元バイオプリンティング

科学分野:

• バイオテクノロジー
• 再生医療
• 組織工学

背景:

• 肝臓オルガノイドは、肝臓組織モデルの3Dバイオプリンティングに有望である。
• オルガノイド開発と回収の従来の.,方法では、完全性と機能が損なわれる可能性がある。
• バイオプリンティングのためのオルガノイド回収のための動的で非侵襲的な方法が必要とされている。

研究 の 目的:

• 肝臓オルガノイド形成と回収のために、間葉系幹細胞（MSC）を用いた熱応答性基質（NGMA）を評価すること。
• 非侵襲的に回収された肝臓オルガノイドの押出ベースの3Dバイオプリンティングへの適合性を評価すること。
• 細胞由来のバイオプリントされた構築物とオルガノイド由来のバイオプリントされた構築物の機能を比較すること。

主な方法:

• ラット肝細胞をMSCを搭載したNGMA基質上で共培養した。
• 低温誘起基質変化を用いて肝臓オルガノイドを形成し、分離した。
• オルガノイドと細胞をメタクリロイルゼラチンバイオインクに封入し、3Dバイオプリンティングを行った。

主要な成果:

• 生存可能で機能的な肝臓オルガノイドが正常に生成され、非侵襲的に回収された。
• オルガノイドを搭載したバイオプリントされた構築物は、細胞を搭載した構築物と比較して、肝臓特異的な遺伝子発現と機能が向上した。
• 組織学的分析により、オルガノイド構築物におけるヒストミメティックな細胞組織と組織特異的なマーカー発現が確認された。

結論:

• MSCを搭載したNGMA基質は、3Dバイオプリンティングに適した完全な肝臓オルガノイドの生成を促進する。
• このアプローチにより、構造的および機能的特性が向上したバイオプリントされた肝臓組織モデルが得られる。
• 開発された方法論は、薬物試験、疾患モデリング、および再生医療のための信頼性の高い肝臓組織モデルの作成をサポートする。