主要成果
骨髄の骨梁（trabeculae）構造を模倣したMEW（融解電気書き込み）PCL（ポリカプロラクトン）スキャフォールドを用いることで、高密度な培養赤血球（cRBC）の製造が可能になりました。このプラットフォームでは、末梢血単核細胞（PB MNC）から分化したマクロファージがスキャフォールド上に定着し、それが赤芽球を保持する「赤芽球島」を再現しています。その結果、液体懸濁コントロールと比較して、上清中の細胞数が74%増加するという成果が得られました。
技術・詳細
本研究では、MEW技術を用いて骨髄の骨梁構造を模倣した幾何学的形状のPCLスキャフォールドを設計し、プラズマ処理を施すことでPB MNCの付着を可能にしました。プロセスは以下の段階で進行します。
- まず、PB MNC中の単球がスキャフォールドに付着し、速やかにCD68+のマクロファージ様細胞へと分化します。
- 次に、このマクロファージがロードされたスキャフォールドにCD71+の赤芽球が付着します。
- 赤芽球は赤芽球分化誘導条件下で、4日目から8日目にかけて10%から25%へと増加し、20日目までにはCD235a+の赤血球系細胞を産生しました。
また、従来のMEWクロスハッチ形状と比較して、骨梁模倣形状のスキャフォールドは表面積がより広く、より多くのマクロファージを付着させ、結果としてより多くの赤芽球を生成することが確認されました。さらに、高細胞密度スキャフォールドでは代謝が亢進し、自己支持的なサイトカインの内因性産生が認められました。
背景・業界の文脈
培養赤血球（cRBC）は、既製品として利用可能な輸血用血液としての臨床試験が進んでいますが、輸血に必要な数兆個という膨大な量の赤血球を製造するためのコストが極めて高いことが普及の障壁となっています。特に、高価な成長因子を含む培地の消費量が課題となっており、骨髄のように細胞を高密度で育成できるプラットフォームが実現すれば、細胞あたりの培地量や成長因子濃度を抑え、製造コストを大幅に軽減できると考えられています。
今後の展望
本研究で開発された骨髄骨梁模倣MEW PCLデザインは、PB MNCを選択的に付着させてマクロファージ被覆スキャフォールドを構築し、物理的およびパラクリン的なサポートを通じてcRBC産生を促進することを実証しました。高細胞密度培養を実現するこのプラットフォームは、将来的な培地の最適化を通じてさらなるコスト削減を実現する可能性があり、次世代の細胞治療バイオ製造プロトコルへの応用が期待されます。
元記事: https://doi.org/10.64898/2026.10.23.761469
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