この満たされていない臨床的ニーズに対処するため、台湾大学機械生体工学部のYung-Te Hou教授とその同僚らは、天然の肝臓微小環境を再現し、MASLD（非アルコール性脂肪性肝疾患）における肝機能を回復させることを目的とした新規の注射可能な自己修復水凝膠を開発しました。発表は Advanced Healthcare Materials に掲載されました。
台湾大学高分子科学・工学研究所のShan-hui Hsu教授が開発したCPDP自己修復水凝膠は、キトサン-フェノール（Chi-Ph）のアミノ基とジフンクショナル化ポリエチレングリコール（DP-PEG）のベンゾアルデヒド基との可逆的なシッフ塩基架橋によって形成されます。これらの動的結合は破壊と再結合を繰り返すことができ、損傷後に水凝膠の構造を回復させ、自己修復機能を発揮します。
本来の肝臓微小環境をより忠実に再現するため、水凝膠の枠組みに脱細胞化肝マトリクス（DLM）を組み込みました。DLM は門脈灌流脱細胞化法により肝組織から細胞成分を除去して得られ、細胞外マトリクス（ECM）の構造的完全性と生化学的組成を保つよう設計されています。この肝由来マトリクスは、構造的な足場と臓器特異的な生化学的信号の双方を提供し、肝細胞の球状体の生存性を支え、生理学的に妥当な培養環境の促進に寄与します。
この研究は、MASLD に対する肝細胞球体を有する複合自己修復水凝膠の短期的治療ポテンシャルを示すだけでなく、天然の肝臓微小環境を密接に再現するよう設計された生体材料プラットフォームを導入した点でも意義深いものです。
Yung-Te Hou
タンニン酸（TA）は、脂質蓄積を抑制し、水凝膠の機械的特性を追加の分子間相互作用を通じて強化するために組み込まれました。研究者らは、0.1 wt% のTAを組み込むと、水凝膠の自己修復機能を維持しつつ、天然の肝組織と同等の機械的特性を示すことを見出しました。
さらに重要なのは、得られた複合水凝膠を「0.1% TA-CDS」（タンニン酸、CPDP自己修復水凝膠、脱細胞化肝マトリクス、肝細胞球）と呼称し、in vitro のMASLDモデルで顕著な治療効果を示した点です。治療プラットフォームは、京都大学CiRAのKenji Osafune教授との共同研究により、人iPSC由来の肝細胞様細胞球（HLS）を用いてさらなる検証が行われ、系の臨床翻訳可能性を支持しています。
これらの発見と整合して、動物実験では0.1% TA-CDSが治療開始からわずか2週間で肝機能、脂質代謝、血清生化学マーカー、肝組織の特徴を顕著に改善することが示されました。これらの結果は、MASLD に対する複合水凝膠が有望な治療アプローチとなり得ることを浮き彫りにしています。
「この研究は、MASLD に対する肝細胞球体を含む複合自己修復水凝膠の短期的治療ポテンシャルを示すだけでなく、天然の肝臓微小環境を密接に再現するよう設計された生体材料プラットフォームを導入した点でも重要です」と、台湾大学機械生体工学部の共同責任著者であるYung-Te Hou教授は述べています。
出典: 台湾大学
