革新的な再生医療技術を開発! 生体で発生する力学刺激を活用して移植細胞の組織再生能力を引き出す~研究成果が英国科学誌『Nature Communications』に掲載~

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2025-10-15 甲南大学

甲南大学フロンティアサイエンス学部の長濱宏治教授らの研究チームは、北海道大学との共同研究により、生体内で発生する力学刺激を利用して移植細胞の組織再生能力を高める革新的な再生医療技術を開発した。研究では、インテグリンを介して力学刺激を効率的に細胞へ伝達する足場材料を設計し、クリックケミストリーを用いて移植細胞とゲル状足場を共有結合で連結。これにより、移植細胞が生体の力学環境を感知し、自らの再生機能を最大限に発揮することが可能となった。骨格筋モデルでの実験では、従来法を大きく上回る再生効果を確認。本技術は安全性と汎用性に優れ、幹細胞など多様な細胞に応用できることから、再生医療の普及と臨床応用を加速させると期待される。成果は『Nature Communications』誌に掲載。

<関連情報>

細胞間の機械的ストレスを伝達できるハイドロゲルによる生体内機械組織工学 In vivo mechano-tissue engineering by hydrogels capable of transmitting intercellular mechanical stress

Natsumi Ueda,Hayato Okazaki,Akihiro Mikuma,Ayane Kunieda,Soma Kawashima,Takeru Torii,Keiko Kawauchi,Masatake Matsuoka,Tomohiro Onodera,Norimasa Iwasaki & Koji Nagahama
Nature Communications  Published:15 October 2025
DOI:https://doi.org/10.1038/s41467-025-64656-9

革新的な再生医療技術を開発! 生体で発生する力学刺激を活用して移植細胞の組織再生能力を引き出す~研究成果が英国科学誌『Nature Communications』に掲載~

Abstract

Integrating the latest insights from mechanobiology into tissue engineering could lead to innovative technologies. Here we show a method to effectively elicit the regenerative response of transplanted cells by utilizing mechanical stress generated in vivo. The essential feature of our method is that it does not use specific ligands for the vital mechanosensor integrins to mechanically activate them. In our method, azide groups are introduced into the integrin, and the hydrogel is modified with cyclooctyne (DBCO) groups. Thus, bioorthogonal click reaction between the azide groups and the DBCO groups forms direct, stable, irreversible covalent bonds between the cellular integrin and the hydrogel. We demonstrate that the integrin–hydrogel linkage is in ON state regardless of the intensity of the stress, the cell cycle, or the extracellular environment, so that mechanical stress is rapidly and reliably transmitted to the nucleus through the linkage in vivo, resulting in regenerative response of the transplanted cells.

生物化学工学
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