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細胞間力学伝導ゲルの開発とそのTissue Engineering技術への革新的展開
https://konan-u.repo.nii.ac.jp/records/2000846
https://konan-u.repo.nii.ac.jp/records/200084635e54f4d-0512-4e83-8859-14f200f3cbad
| 名前 / ファイル | ライセンス | アクション |
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論文内容の要旨及び論文審査の結果の要旨 (205 KB)
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要約 (3.8 MB)
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| Item type | 学位論文 / Thesis or Dissertation(1) | |||||
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| 公開日 | 2025-05-21 | |||||
| タイトル | ||||||
| タイトル | 細胞間力学伝導ゲルの開発とそのTissue Engineering技術への革新的展開 | |||||
| タイトル | ||||||
| タイトル | Development of Intercellular Mechanotransduction Gel and Its Innovative Application to Tissue Engineering Technology | |||||
| 言語 | ||||||
| 言語 | jpn | |||||
| キーワード | ||||||
| 主題 | 共有結合 | |||||
| キーワード | ||||||
| 主題 | メカノバイオロジー | |||||
| キーワード | ||||||
| 主題 | ハイドロゲル | |||||
| キーワード | ||||||
| 主題 | 組織工学 | |||||
| キーワード | ||||||
| 主題 | Covalent Bonding | |||||
| キーワード | ||||||
| 主題 | Mechanobiology | |||||
| キーワード | ||||||
| 主題 | Hidrogel | |||||
| 資源タイプ | ||||||
| 資源タイプ | doctoral thesis | |||||
| アクセス権 | ||||||
| アクセス権 | open access | |||||
| 著者 |
上田, 菜摘美
× 上田, 菜摘美 |
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| 抄録 | ||||||
| 内容記述タイプ | Abstract | |||||
| 内容記述 | 現在のTissue Engineering研究では、三次元足場材料に担持して生体に移植した細胞に対して生化学的な活性化因子を与える手法が、最も高効率で移植細胞の再生応答を引き出すアプローチだと理解されており、この考え方に基づき世界中で研究が進められている。しかし、臨床応用に資する高い組織再生効果を示すTissue Engineering技術の開発例は少なく、近年では本研究分野の進展が停滞している。本研究では、メカノバイオロジー研究における最新の知見に着目し、生化学的な活性化因子に変わる細胞活性化因子として機械的ストレスをTissue Engineeringに導入することを考案し、生体で発生する機械的ストレスを移植細胞に効率よく伝導して活性化させ、再生応答を引き出すことが可能な「細胞間力学伝導ゲル」を開発した。筋衛星細胞を用いて作製した細胞間力学伝導ゲルでは、細胞のメカノセンサーであるインテグリンが、生体直交性のクリック反応により、剛直なアルギン酸ゲルネットワークと共有結合で連結しているため、生体で発生する機械的ストレスはアルギン酸ゲルネットワークを通じて常時安定的にインテグリンに伝わり、素早く、確実に細胞内に入力される。入力された機械的ストレスはアクチン線維を通じて核ラミナに伝わることで核膜の形態を変化させ、これに伴い核膜孔の物質通過特性が変化することで転写共役因子YAPの核内移行が促進され、MyoDなど筋分化調節因子の発現レベルが高まり、高効率な組織再生応答が誘導される。また、細胞間力学伝導ゲルは同種カドヘリンを介した選択的な細胞間結合形成により、過度な機械的ストレスを受けてゲル構造が崩壊しても自発的に元の構造に戻る自己修復能を示す。さらに、細胞間力学伝導ゲルは系内のクリック反応の進行度が低い状態では液状を示すため、低侵襲な注射投与により損傷組織に移植でき、移植後に投与部位でゲルを形成するインジェクタブルゲルになる。加えて、細胞間力学伝導ゲルの仕組みは拡張性が高く、現在の再生医療で汎用されている脂肪由来間葉系幹細胞にも適応でき、脂肪由来間葉系幹細胞で作製した細胞間力学伝導ゲルにおいても機械的ストレスによる細胞の活性化および組織再生誘導が起こる。細胞間力学伝導ゲルでは、細胞の増殖や代謝によりインテグリン－アルギン酸ゲル間の結合は解離するため、移植細胞の増殖や組織形成反応の進行に伴ってゲルは徐々に分解して最終的にはゲルは消失する。これにより、ゲルが占めていた空間は移植細胞が再建した骨格筋組織により置換され、再建組織はホストの骨格筋組織と同期して収縮・弛緩機能を示す。以上のように、細胞間力学伝導ゲルは、臨床応用に資する高い組織再生能力を有する画期的なTissue Engineering技術である。 | |||||
| 学位名 | ||||||
| 学位名 | 博士（理工学） | |||||
| 学位授与機関 | ||||||
| 学位授与機関名 | 甲南大学 | |||||
| 学位授与年度 | ||||||
| 内容記述 | 令和6年度(2024年度) | |||||
| 学位授与年月日 | ||||||
| 学位授与年月日 | 2025-03-31 | |||||
| 学位授与番号 | ||||||
| 学位授与番号 | 甲第137号 | |||||
| 著者版フラグ | ||||||
| 出版タイプ | NA | |||||
| 注記 | ||||||
| 値 | 研究成果の一部に、共同研究先との特許申請内容が含まれるため要約版を公開 | |||||
