収縮能力を持つヒト骨格筋組織モデルと収縮力計測システムを開発：医療技術ニュース

東京女子医科大学は、高い収縮力を持つヒト骨格筋組織モデルの作製技術を開発した。また、同技術と収縮力を定量測定するシステムを組み合わせて、筋に対する薬剤作用をリアルタイムでモニタリングできることを実証した。

[MONOist]

　東京女子医科大学は2022年12月23日、高い収縮力を持つヒト骨格筋組織モデルを作製する技術を開発したと発表した。同技術と定量的に収縮力を測定するシステムを組み合わせることで、筋に対する薬剤の作用をリアルタイムでモニタリングできることを実証した。いずれも慶應義塾大学との共同研究による成果だ。

　開発したヒト骨格筋組織モデルは、東京女子医科大学先端生命医科学研究所の組織工学技術である細胞シート技術を応用している。特殊な培養皿を用いて生体に類似した配向を持つ筋線維をシート状に培養し、構造的、機能的に生体を模倣した骨格筋組織まで成熟化させた。この成熟化したシート状筋組織を積み上げることで、高い収縮力を持つ多層型筋組織を作製した。

“強い筋組織モデル”の作製技術［クリックで拡大］ 出所：東京女子医科大学

　同作製技術では、日本光電工業の収縮力計測装置に適応できるように、柔軟な素材であるフィブリンゲルを利用した手法を採用している。筋組織モデルの収縮力変化を定量的に計測できることを実証するため、筋組織モデルに筋弛緩効果のある薬剤ダントロレンを投与して計測したところ、収縮力の減少率や減少速度が薬剤濃度に依存して変化する様子を捉えることができた。

ダントロレンの影響によって筋組織の収縮力が半減する様子をモニタリングできる［クリックで拡大］ 出所：東京女子医科大学

　また、筋への異なる作用が報告されている薬剤クレンブテロールを投与した実験では、低濃度で筋組織モデルの収縮力が増加する一方で、高濃度では収縮力が低下する複雑な作用を生体外で観察することに成功した。

クレンブテロールの影響により収縮力が増加もしくは減少する様子をモニタリングできる［クリックで拡大］ 出所：東京女子医科大学

　筋ジストロフィーなど難治性筋疾患の治療法を確立するには、動物実験では得られない知見を得るためのツールが必要となる。ヒトの生体を模倣した筋組織モデルの開発には大きな期待が寄せられているが、ヒト細胞は生体外で成長しにくいため、筋として最も重要な収縮能力を有する筋組織を用いた研究は非常に少ない。今回開発した技術が、難治性筋疾患の治療法の研究などに活用されることが期待される。