間葉系幹細胞とゼラチンナノファイバーからなる自己組織化細胞シートを用いた全厚創傷の治療法を開発した

Self-assembled cell sheets composed of mesenchymal stem cells and gelatin nanofibers for the treatment of full-thickness wounds.

• Oanh-Vu Pham-Nguyen
• Ji Un Shin
• Hyesung Kim
• Hyuk Sang Yoo

抄録

細胞シート工学は、薄層の組織を欠損部位に容易に移植できることから、大きな注目を集めている。予後や治療成績を向上させるためには、ケラチノサイトや線維芽細胞を用いた迅速な再上皮化をサポートする創傷被覆材が必要である。我々は、脂肪細胞由来幹細胞（ADSC）と表面工学的ナノフィブリル（NF）からなる自己組織化細胞シートを調製した。NFはゼラチンの多層膜で表面改質されており、細胞培養プレート中で3日以内に自発的に細胞シートが集合するようになっていた。この細胞シートを移植した背側創傷は、NF表面に高濃度のゼラチンを固定化することで、より高い創傷治癒率を示した。組織化学染色の結果、ゼラチンを固定化したNFは、再浸潤した表皮においてサイトケラチンとコラーゲンの発現が高いことが明らかになった。表皮のケラチノサイト分化は、ケラチノサイト特異的遺伝子の高発現によって分子的に証明された。

Cell sheet engineering has attracted great attention because thin layers of tissue can be easily transplanted to defect sites. Wound-dressing materials are required to support fast re-epithelization, both with keratinocytes and fibroblasts, to enhance the prognosis and therapeutic outcomes. We prepared self-assembled cell sheets composed of adipocyte-derived stem cells (ADSCs) and surface-engineered nanofibrils (NFs). NFs were surface-engineered with multilayers of gelatin so that the cell sheets could spontaneously assemble within 3 days in cell culture plates. Dorsal wounds transplanted with the cell sheets exhibited higher wound-healing rates when a high concentration of gelatin was immobilized on the surfaces of the NFs. Histochemical staining revealed that those with gelatin-immobilized NFs showed a higher expression of cytokeratin and collagen in the re-epithelized epidermis. Keratinocytic differentiation of the epidermis was molecularly evidenced by the higher expression of keratinocyte-specific genes.