3D細胞-細胞-膵組織コンストラクトを印刷するための膵組織由来細胞外マトリックスバイオインク

Jaewook Kim; Myungji Kim; Dong Gyu Hwang; In Kyong Shim; Song Cheol Kim; Jinah Jang

doi:10.3791/60434

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方法論記事

3D細胞-細胞-膵組織コンストラクトを印刷するための膵組織由来細胞外マトリックスバイオインク

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DOI:

10.3791/60434

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2019年12月13日

Jaewook Kim^*¹ , Myungji Kim^*² , Dong Gyu Hwang² , In Kyong Shim³ , Song Cheol Kim³^,⁴ , Jinah Jang¹^,²^,⁵

¹Department of Mechanical Engineering, Pohang University of Science and Technology, ²School of Interdisciplinary Bioscience and Bioengineering, Pohang University of Science and Technology, ³Asan Institute for Life Science, University of Ulsan College of Medicine and Asan Medical Center, ⁴Division of Hepato-Biliary and Pancreatic Surgery, Department of Surgery, University of Ulsan College of Medicine and Asan Medical Center, ⁵Department of Creative IT Engineering, Pohang University of Science and Technology

^* These authors contributed equally

この記事について

サマリー

脱細胞細胞細胞細胞外マトリックス(dECM)は、工学的構造における標的組織の固有の機能を再現するための適切なマイクロ環境手掛かりを提供することができる。本稿では、膵組織の脱細胞化、膵臓組織由来dECMバイオインクの評価、バイオプリンティング技術を用いた3D膵臓組織構築物の生成に関するプロトコルを解明する。

要約

膵島の移植は、低血糖および二次合併症を伴う1型糖尿病に罹患した患者のための有望な治療法である。しかしながら、島の移植はまだ貧しい島の生着や敵対的な環境による移植された島の生存率の低さのようないくつかの制限を持っています。さらに、ヒト多能性幹細胞から分化したインスリン産生細胞は、血糖値を調節できる十分なホルモンを分泌する能力が限られている。そのため、適切なマイクロ環境的手掛かりを持つ細胞を培養して成熟を改善することは強く求められている。本稿では、膵島のグルコース感受性を高めることができる有益な微小環境を提供するために、膵組織由来の細胞外細胞外細胞外マトリックス(pdECM)バイオインクを調製するためのプロトコルを解明し、マイクロ押出ベースのバイオプリンティング技術を用いて3D膵臓組織構築物を生成するプロセス。

概要

近年、膵島移植は1型糖尿病患者に対する有望な治療法と考えられている。手順の相対的な安全性および最低の侵襲性は、この処置¹の大きな利点である。しかし、島の孤立の成功率が低い、免疫抑制薬の副作用など、いくつかの制限があります。さらに、生着島の数は、敵対的な環境²に起因する移植後に着実に減少する。これらの困難を克服するために、アルギン酸塩、コラーゲン、ポリ(乳酸共グリコール酸)(PLGA)またはポリエチレングリコール(PEG)などの種々の生体適合性物質が膵島移植に適用されています。

3D細胞印刷技術は、その大きな可能性と高性能のために組織工学で出現しています。言うまでもなく、バイオインクは、適切な微小環境を提供し、印刷された組織構造における細胞プロセスの改善を可能にするための重要なコンポーネントとして知られています。フィブリン、アルギン酸塩、コラーゲンなどのせん断薄ヒドロゲルの相当数は、バイオインクスとして広く使用されています。しかしながら、これらの物質は、天然組織³における細胞外マトリックス(ECM)と比較して構造的、化学的、生物学的、および機械的複雑性の欠如を示す。小島とECMの相互作用などの微小環境上の手掛かりは、島の機能を高めるための重要なシグナルです。脱細胞化ECM(dECM)は、コラーゲン、グリコサミノグリカン(GAG)、および....