[发明专利]三维成纤维细胞集合体及包含此的体外三维皮肤真皮模型

说明书

本发明提供一种三维成纤维细胞集合体、该细胞集合体的制造方法以及包含由成纤维细胞培养的成纤维细胞集合体的体外(In vitro)三维皮肤真皮模型及使用该模型而筛选药物的方法。

本申请是申请日为2016年4月19日、申请号为201680003627.X、发明名称为“三维成纤维细胞集合体及包含此的体外三维皮肤真皮模型”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种三维成纤维细胞集合体、该细胞集合体的生产方法、包含该细胞集合体的体外三维皮肤真皮模型以及使用该细胞集合体而筛选药物的方法。

背景技术

近来，细胞治疗技术作为难治疾病等的治疗的新领域而受到瞩目。目前为止，为了治疗人类的难治疾病，提出了脏器移植或基因治疗等，但由于免疫排斥、供应脏器不足、载体开发或疾病基因相关知识的不足，未能完成有效的实用化。

于是，对于细胞治疗技术的关心高涨，且将从生物体内分离的细胞在生物体外进行增殖并移植的技术正在商用化，人工皮肤、软骨或纤维组织的重建等的实用化在持续进行。成纤维细胞为用于生产并维持间质性细胞外基质(ECM)的细胞，成纤维细胞通过细胞外基质而有机地连接。并且，成纤维细胞作为生产免疫防御用的多样的细胞因子及生理活性因子的细胞而广为人知。

为了将这样的成纤维细胞作为细胞治疗剂或组织工程学素材而灵活利用，以二维方式培养成纤维细胞而大量增殖之后利用胰蛋白酶之类的酶进行了处理，然而在这样的成纤维细胞中，在将生成的细胞外基质分解而移植的步骤中无法期待细胞外基质的作用。作为组织工程学技术，利用可生物分解的合成高分子或天然高分子，并利用被称为支架的人工三维多孔性细胞外基质，而用于将包含成纤维细胞在内的多样的细胞培养成三维细胞集合体的研究曾展开。然而，其中却存在着生物分解速度或炎症反应等素材的限制，因此难以实现商用化，于是需要一种诱导形成三维细胞集合体的技术。

另一方面，人体的皮肤组织大体分为三个部分，即由形成皮肤的最外侧的表皮层、其下层的真皮层、以及皮下组织所构成。其中，表皮层由从用于使表皮层与真皮层得以牢固结合的基底膜(basement membrane)分化为多层的上皮细胞以及所述上皮细胞外的黑色素细胞、免疫细胞构成。表皮层下方的真皮层主要由成纤维细胞及该细胞所分泌的多种细胞外基质(extracellular matrix)构成。真皮层与皮肤健康及老化密切相关，这一点已周知。

胶原作为占据真皮层的90％的主要蛋白质，用于维持皮肤结合组织，并提供皮肤弹力。通常，随着外界因素及年龄的增加，成纤维细胞的数量和功能减少，这被周知为是老化的主要原因。细胞的减少引发皮肤组织中的纤维质成分合成及水分的损失、以及角质层的变化。而且，胶原酶的增加使交联形态的胶原减少，这使皮肤的光滑、水分及弹力减小。胶原含量及合成增加意味着皮肤的水分及弹力的增加。

皮肤基质内的胶原的分解和合成借助于作为蛋白酶的基质金属蛋白酶(MMP；matrix metalloproteinase)而得到调节。根据结构和功能性特性，MMP分为多个种类。I型胶原作为皮肤的典型胶原，由于MMP-1的作用而分解。MMP-1活性借助于为了维持皮肤的稳态而分泌的TIMP-1之类的抑制剂而得到调节。MMPs和TIMPs之类的生物分子由包含成纤维细胞在内的细胞而分泌。而且，MMP-1分解细胞外基质，并据此促进肿瘤转移及进展。基于MMP-1的胶原合成及分解在癌的转移中起到重要作用。因此，将MMP-1/胶原作为靶的药物和物质作为癌治疗剂或化妆品组合物的目的得到开发。

并且，已经周知MMP在例如关节炎之类的炎症性疾病或者例如癌转移之类的癌症等病理学条件下过表达，将MMP作为靶的MMP抑制剂被作为如上所述的疾病的治疗剂得到开发。