技術

―上皮層を作る―

臓器と血管は、それぞれの細胞によって形成される界面を介して相互に物質輸送が行われています。2次元モデルでは、多孔質膜の上下に上皮細胞および血管内皮細胞を培養することで、この界面構造を模倣します。

従来のカルチャーインサートを用いたモデルとは異なり、微小流路内で培養を行うことで、流れの付与や培養環境の精密な制御が可能となります。これらの特長を活かし、より生体に近いモデルの構築を実現します。

―薬物動態・毒性評価へ―

各臓器では、上皮‐血管界面を介して薬剤の代謝、吸収、排泄が行われます。これらの薬剤輸送を適切に評価することは、体内における薬物動態を高精度に予測するうえで極めて重要です。MPSを活用することで上皮細胞の高機能化を実現し、より予測精度の高いモデル構築を目指します。

また、2次元モデルでは、臓器側および血管側の双方から薬剤を暴露することが可能です。この曝露方向性の違いという特長を活かすことで、新規薬剤の毒性発現メカニズムをより詳細に解析することができます。

―血管網を繋ぐ―

血管は、酸素や栄養の供給、ならびに老廃物の排出において不可欠な役割を担っています。さらに、血管は上皮細胞との相互作用を通じて、臓器機能の維持・向上に寄与しています。MPSチップを用いることで、スフェロイドやオルガノイドなどの三次元組織に血管を接続し、栄養や薬剤を効率的に供給することが可能となります。

―血管を伸ばす―

ピラーによって仕切られた三本の流路のうち，中央の流路にゲルと三次元組織を導入し、ゲルの界面に血管内皮細胞を接着させます。三次元組織から成長因子が分泌され、その濃度勾配に従い、新生した血管が三次元組織に向かって伸長していきます。血管の伸長の様子を定量化し、血管新生阻害剤などの薬剤の効果を評価できます。

―がん微小環境の構築へ―

がん組織の周囲には、腫瘍血管や間質細胞を含む「がん微小環境」が存在し、がんの悪性化や薬剤耐性の形成に深く関与しています。MPSを用いて血管に加え、間質細胞や免疫細胞を導入することで、より複雑ながん微小環境も再現可能です。