腱の集合体を工学的に研究し、疾患と修復における細胞のクロストークを探る

腱は、筋肉から骨に力を伝達することで動きを促進します。腱損傷は一般的ですが、これらは治療が非常に困難であり、患者の転帰はしばしば不良です。現在、腱損傷のすべての治療には何らかの理学療法が伴いますが、これは機械的な力が腱生物学において非常に中心的な役割を果たしているという事実を反映しています。

腱の損傷と修復を研究するための優れた実験モデルは実際には存在しないため、私の研究室では、腱の生理学と病態生理学の重要な特徴をよりよく捉えることができる新しいモデルの開発を積極的に行っています。これまでの研究で、腱の耐荷重部分である腱芯は、それ自体では修復能力が非常に限られていることがわかっていました。この分野の他の研究と組み合わせて、損傷したコアが外因性腱区画から細胞を動員して治癒を助けるという仮説を立てました。

組織工学的腱モデルシステムは、ロード可能な3D環境を提供する可能性がありますが、in vivoの外細胞マトリックスの複雑さには及びません。外植モデルシステムはそうですが、長期間にわたって機械的に負荷をかけ続けることが困難であったり、修復プロセスの中心となる外因性コンパートメントが欠けていたりすることがよくあります。当社独自のモデルシステムは、海洋尾腱由来のコア外植片の利点と3Dハイドロゲルベースシステムの利点を組み合わせたものです。

これは、ロード可能なin vivoのようなコアマトリックスと、人工的な外因性コンパートメントを提供します。その組成は、研究仮説と、両者の間にある生体模倣的クロスコンパートメントバリアに合わせて調整できます。当社のハイブリッドハイドロゲル外植片集合体は、腱コア生物学、マトリックス構造機能相互作用、および特定の細胞集団間のクロスコンパートメント間相互作用を、微調整可能なマイクロ環境で研究するための絶好の位置にあります。

このシステムで実施された研究から得られた知見は、in vivo研究と治療法開発の指針となります。