糖鎖高分子マトリックスの設計による肝細胞の情報伝達制御

概要

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細胞接着はシグナル伝達などの基本的な細胞機能に広く関与しており、生体組織工学(バイオ人工臓器)や再生医療のためのin vitro組織形成や機能制御においてもその接着機構が重要視されている。我々はこれまで、肝細胞特異的な人工細胞外マトリックスとしてPVLAをはじめとする糖鎖高分子を開発し、in vitroにおける肝臓組織の再構築への応用研究が進めており、糖鎖高分子への接着は、肝細胞表面上にあるアシアロ糖タンパク質レセプター(ASGPR)が高分子の糖鎖部位を認識することで行われることが明らかになっている。本研究は肝細胞の糖鎖高分子への接着機構に注目し、糖鎖高分子への接着による肝細胞の情報伝達への影響を解明することを目的とした。一連の実験はマウスより単離してきた肝細胞を用いて行い、またマトリックスとして、ガラクトースまたはグルコース残基を持った糖鎖高分子である、PVLA、PVMEA、PV6Gnaを用いた。そして接着初期において糖鎖高分子に結合したASGPR量を、ASGPRのlife cycleを利用することでWestern Blotにより定量分析し、肝細胞の形態とASGPR量の相関関係について検討を行った。顕微鏡による形態観察の結果では糖鎖高分子の種類に関わらず、コーティング濃度が低い場合には、細胞は伸展し、一方、高い濃度では伸展せずに球形を保持するといった傾向が見られが、PV6Gnaでは高濃度でコーティングした場合、若干伸展した。またASGPRのlife cycleを利用することで、接着初期に糖鎖高分子と結合したASGPR量を定量することができ、糖鎖高分子のコーティング濃度が高くなるにつれ接着初期におけるASGPR量が増加することがわかった。以上により、糖鎖高分子のコーティング濃度が低濃度の場合では、細胞は伸展し、高濃度の場合では、細胞は伸展しないことにより、接着初期における糖鎖高分子に結合しているASGPR量が多いと細胞は伸展せず(球形)、少ないと細胞は伸展することが示唆された。形態変化は細胞の増殖・分化などに深く関与しており、このような人工細胞外マトリックスと細胞との相互作用の解析は、将来、組織工学、再生医療への応用に有用であろう。

糖鎖高分子マトリックスの設計による肝細胞の情報伝達制御

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