仏・パリ・ディドロ大学 足場材の代わりに磁場を使い心筋細胞を作成

パリ・ディドロ大学の研究グループは、ES細胞への磁気的な刺激によって、化学的因子なしで心臓細胞に分化を促進できることが分かったと、9月12日のNature Communications誌に報告した。これまで、足場材を使用しないスフェロイドは、米国のオルガノボ社(Organovo)や日本のサイフューズ社などによって、3Dバイオプリンターの技術を活用して研究・開発が進められてきた。スフェロイドの積層技術としてバイオ3Dプリンターを利用すると複数種の細胞を混合することができ、細胞の種類や比率を変えることで、さまざまな性質を持たせることが可能だと考えられている。



Vicard Du et al. DOI:10.1038/s41467-017-00543-2 (Nature Communications (2017))

A 3D magnetic tissue stretcher for remote mechanical control of embryonic stem cell differentiation

出所:2017-09-13 Nature Communications

The ability to create a 3D tissue structure from individual cells and then to stimulate it at will is a major goal for both the biophysics and regenerative medicine communities. Here we show an integrated set of magnetic techniques that meet this challenge using embryonic stem cells (ESCs). We assessed the impact of magnetic nanoparticles internalization on ESCs viability, proliferation, pluripotency and differentiation profiles. We developed magnetic attractors capable of aggregating the cells remotely into a 3D embryoid body. This magnetic approach to embryoid body formation has no discernible impact on ESC differentiation pathways, as compared to the hanging drop method. It is also the base of the final magnetic device, composed of opposing magnetic attractors in order to form embryoid bodies in situ, then stretch them, and mechanically stimulate them at will. These stretched and cyclic purely mechanical stimulations were sufficient to drive ESCs differentiation towards the mesodermal cardiac pathway.

今回の研究では、ES細胞に磁気的な刺激を与えると化学的な因子がなくても心臓細胞スフェロイドに分化誘導を促進できることが報告された。細胞内に酸化鉄ナノ粒子をES細胞に組み込むことによって、磁化されたES細胞を磁場でコントロールし、スフェロイドを作成される。また、磁性酸化鉄粒子は、ES細胞の内部に存在してもES細胞の生存性や多能性(さまざまな細胞型に分化する能力)には影響を受けないことも分かった。今後は、磁力の利用が細胞へどのような影響があるのかなどの確認が必要となる。同グループは、バイオ3Dプリンターとは異なるアプローチで、足場材を使わずに3次元組織の作成方法の開発を目指している。
 
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