● Tissue engineering

Lab on a chip research

複数の３次元組織モデルを搭載した薬剤評価チップデバイス

研究目的

複数の臓器モデルをマイクロ流路で連結し、より生体に近い環境を再現したBody-on-a-chip（BOC）が注目を集めている。これは体内に入った薬剤の代謝や移行性などの連鎖的な薬物動態を評価可能なツールとして期待されているが、現在のBOCは構造が複雑で、特殊な操作スキルが必要となる。そこで本研究では、シリコーンゴム製培養器とシーソー型ステージを組み合わせたシンプルかつ操作が容易なBOCの開発を目的とした

研究内容

培養器は、両サイドに微小ウェル構造を配置し、二種類の細胞をスフェロイドの形態で同一環境下にて培養が可能である。またこれら二つのスフェロイドを接続する流路上面にセルカルチャーインサートを搭載でき、層状組織を介した薬剤吸収も同時に評価できる。さらにその培養器をシーソー型ステージ上で培養することで、送液が可能である。この培養器を用いて、スフェロイド形状のヒト肝臓とヒト乳がんモデルの同時培養を行い、２次代謝物の影響を評価した。具体的には、薬剤は肝代謝により細胞障害性が向上するシクロフォスファミド（CPA）を用いた。CPAを添加してシーソー型ステージによる送液培養行い、乳がんモデル細胞の増殖率を評価した。その結果、肝臓モデルとの共培養により乳がん細胞の増殖率が低下したことから、生体内と同様に肝代謝を介する異なる組織間の影響が再現できることが確認された。また、細胞の種類や組み合わせを変更した評価も行っている。以上、本システムは臓器間の相互作用を評価でき、動物実験代替として有用であることが示された。

[参考資料]