再生医療研究は、生体材料と幹細胞研究が両輪となった包括的研究分野です。細胞の足場としての生体材料は、再生医療技術の中で重要な位置を占めています。近年研究の進歩により、未分化な細胞（ES細胞や骨髄幹細胞など）から目的の組織・臓器を構成する細胞に分化を誘導することが可能になりつつあります。しかし、これらの細胞をばらばらのまま人体に移植しても細胞は生着することができず、組織・臓器は効率よく再生することはできません。したがって、あらかじめ細胞を組織化し、臓器に近い状態を作る必要があります。このような観点から、再生医療を目指した生体医療には細胞との相互作用がより重要になります。生体材料と細胞の相互作用を最適化するために、生体の臓器を模倣することが重要な手段であることは間違いないでしょう。そこで、組織・臓器の細胞集団が他の細胞集団とどのように相互作用しているかを検討することは、生体親和性材料の表面の設計に重要な知見を与えると考えられます。すなわち、細胞集団と細胞集団の相互作用を生体材料表面で再現することが重要になります。細胞間相互作用に重要な因子を明らかにし、これらの分子をナノテクを用いて生体材料表面に再現すれば、細胞の機能を維持し、生体との親和性の優れた材料を設計することが可能になると期待されます。
そこで、私達は異なった細胞集団を2層化する培養方法を用いて、細胞と細胞の相互作用で発現量が変化する遺伝子を解析するシステムを構築しています。肝臓の最小単位である肝小葉体は、主に内皮細胞と肝細胞から成り立っています。このことは、内皮細胞と肝細胞の相互作用が肝臓の機能に重要であることを示しています。そこで、図（a）の様な肝細胞と内皮細胞を用いた重層化共培養系における肝特異的遺伝子発現量を測定しました。その結果、肝・内皮重層化共培養系でのアルブミン遺伝子の発現は、単層で培養した場合より上昇することが明らかになりました（図（b））。アルブミン遺伝子発現の上昇は、肝臓の機能が上昇していることを示しています。この結果は、内皮細胞が産生する細胞外基質や増殖因子、サイトカイン（細胞が産生するタンパクで、自分や他の細胞に対し増殖や分化などを誘導する）などが肝細胞の機能発現に重要であることを示しています。 |
