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ヒト胎盘バリア构造を再构成した「翱谤驳补苍-辞苍-肠丑颈辫」デバイスのイメージ図
本デバイスを用いると、流体せん断力に対する上皮バリア构造の微绒毛形成や物质输送机能を评価できます。叠别奥辞细胞が培养されたガラス化コラーゲン薄膜が、母体および胎児の血流を模した2つの流路（チャネル）を隔てている。
© 2015 Shigenori Miura

東京大学生产技术研究所の竹内昌治教授と三浦重徳特任研究員（研究当時）らの研究グループは、ヒトの母体と胎児の血流、および両者間の物質輸送を担うヒト胎盘バリア構造をマイクロ流路内に再構成した「Organ-on-chip」デバイスを作製しました。研究グループは、この「Organ-on-chip」デバイスを用いて、母体の血流によって生じるはさみ切るような力（流体せん断力）が胎盘バリア細胞の微绒毛形成を誘導することを見いだしました。

私たちの体を构成する细胞は、流体の流れや伸展、圧缩、ねじれといったさまざまな刺激にさらされています。このような刺激に対して、细胞は独自の応答をすることによって、环境に适応し、细胞や组织机能を维持していると考えられています。母体血中にある酸素や栄养物を胎児の血液に输送する胎盘バリアも、さまざまな刺激を受けて适応している组织の一例です。胎盘バリア细胞は、母体から胎盘へと旺盛に流れ込む母体血から常に流体せん断力を受けています。しかし、この细胞の细胞形态や机能が流れによってどのような影响を受けているのか、これまでほとんど研究されてきませんでした。

今回、研究グループは胎盘バリア细胞に流体せん断力をかけると、生体バリア组织に特徴的な微绒毛の形成が新规に観察されたのに加え、微绒毛に局在するタンパク质骋尝鲍罢1によるグルコース输送量が増加することを発见しました。流れなどの力がかからない従来の静置培养法と比较すると、细胞が流体せん断力に応答して微绒毛を形成し、细胞机能を制御していることが明らかになりました。また、微绒毛形成は流体せん断力によるカルシウムイオンチャネル罢搁笔痴6の活性化により诱导されることがわかりました。

「今回、流体せん断力が微绒毛形成に重要であることを発見しましたが、これはマイクロ流体デバイス技術を用いることで初めて明らかになった成果と考えています」と竹内教授は話します。上皮細胞の新たな力学応答特性を解明したものであり、 今後のメカノバイオロジー研究の進展に貢献する成果です。

なお、本成果は、学术誌「Nature Communications」にて公开されました。

本研究は科学技術振興機構 戦略的創造研究推進事業「竹内バイオ融合プロジェクト」の一環として行われました。

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论文情报

Shigenori Miura, Koji Sato, Midori Kato-Negishi, Tetsuhiko Teshima and Shoji Takeuchi, "Fluid shear triggers microvilli formation via mechanosensitive activation of TRPV6", Nature Communications: 2015/11/13 (Japan time), doi:10.1038/ncomms9871.
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