肝臓

肝臓組織モデルに使われるHEP Xシリーズ

肝臓は様々な化合物を代謝して分配、活気化することを担当する。3Dバイオプリント技術と材料(バイオプリンタとバイオインク)を使用することで、細胞組織、血管分岐と胆管ネットワークの複雑な構造の模擬が促進できる。薬物代謝を提供することで、3Dバイオプリント肝臓組織モデルは薬物開発に必要なプラットフォームとなった。

目的

当プロジェクトの目的を人体肝臓細胞系と初代人体肝臓細胞を利用して肝臓組織モデルを研究するHEP Xバイオインクを考察すること。一つ目の目的はHEP XがバイオプリントHepG2(肝臓細胞系)に使えることを証明すること。二つ目の目的はHEP Xが初代肝臓細胞と星状細胞の肝臓モデルの3Dバイオプリントに使えることを証明すること。

 

利用するCELLINK製品

  • HEP X-シリーズ
  • BIO X

HepG2細胞系のバイオプリント

我々の実験室では、HEP XシリーズでHepG2のバイオインクプリントを行い、三週間培養した。生体/死体染色を持つ蛍光顕微鏡画像は、細胞の増殖と収集を占めした。21日の培養を経て、該当コンストラクタは3Dコンストラクタ内の細胞ネットワークを展示した。

隣の生体/死体画像は三週間培養された後、生体HepG2s(グリーン)と一部集まってきたHepG2s、一部死んでいるHepG2s(オレンジ)と集まる。10倍拡大して撮影された画像。

機能

1週間、また3週間培養された後、HepG2付きの3DコンストラクタのmRNA表現レベルを分析プリントする。一週間培養された後、バイオプリントコンストラクタで培養される時に、アルブミン表現は2.7倍増加した、なお三週目の時に3倍以上増加した。隣の図では、2D形式で該当するHepG2を可視化した。

初代肝臓細胞の3Dバイオプリント

初代肝臓細胞は肝臓細胞外マトリックスを含むHEP Xシリーズバイオインクで3Dバイオプリントされ、二週間培養する。細胞は生物体内に包まれ、典型的な円形/立方形の形を示す。

隣の画像では二週間培養された後のバイオプリントコンストラクタの三色染色を示した。細胞が赤く染められ、細胞外マトリックスが青く染められた。測定尺度は100µm。

初代星状細胞の3Dバイオプリント

人体の初代星状細胞に対する研究は肝臓基質の発生を理解するのに極めて重要である。HEP Xで3Dバイオプリントを行い、3週間培養された後、バイオプリントコンストラクタ内の星状細胞は遷移、増殖及び細胞と基質との相互作業が表現された。

 

隣の画像は三色で染められた組織スライスを示した。中には、人体の初代星状細胞は赤く染められ、細胞外マトリックスが青く染められた。測定尺度は100 µm。

機能

また、該当図では、2週間培養2周された後、とTGF-βに1週間誘導された後の3Dバイオプリントされた初代星状細胞コンストラクタでの前コラーゲンIの発生を示した。脱細胞の細胞外マトリックスはあらゆる前コラーゲンIを含まない。これは全ての前コラーゲンIが活気化された星状細胞によるものと示した。3Dバイオプリントは星状細胞の活気化を示したと同時に前コラーゲン1の発生も展示した。TGF-βの誘導で、前コラーゲンIの生産量は対照グループより高い。

結論

CELLINKでは、我々は例えば肝臓細胞や星状細胞などの主要肝臓細胞種類の培養物はHEP Xバイオインクを含有する肝脏細胞外マトリックスを使って3Dバイオプリントができることを証明した。肝脏細胞外マトリックス成分は原始の肝小葉環境を模擬するのに役立ち、特定の細胞機能を維持、改善することができる。また、HEP Xは初代肝臓細胞と星状細胞及び非実質細胞を使って、薬物開発プラットフォームに有利な環境を提供する。