ECMタンパク質とカチオン性ポリマーコーティングは、肝細胞への患者由来の成熟脂肪細胞の脱分化を促進します

成熟脂肪細胞の再プログラミングは、これらの細胞の可塑性のため、魅力的な研究領域です。成熟脂肪細胞はin vitroで再プログラムし、それらを脱分化した脂肪細胞（DFAT）に変換することができ、これは新しいタイプの幹細胞と見なされ、それにより組織工学および再生医療で使用する可能性が高い。ただし、脱分化を制御するin vitroに関する報告や調査結果はまだありません。関連する研究で行われる天井培養は比較的単純な方法ですが、その収量は低く、成熟脂肪細胞の操作が脱分化を増加または減少させることを許可しません。この研究では、患者由来の成熟脂肪細胞の脱分化に対する物理化学的表面効果の役割を理解するために、細胞培養フラスコの表面を細胞外マトリックス、基底膜タンパク質、およびカチオン/アニオン性ポリマーでコーティングしました。フィブロネクチンやコラーゲンI型などの細胞外マトリックス、およびコラーゲンIVやラミニンなどの基底膜タンパク質は、成熟脂肪細胞の脱分化を強く促進し、ラミニンはDFAT比2.98（±0.84）で最高の効果を示しました。興味深いことに、カチオン性ポリマーも高い脱分化効果を示しましたが、アニオン性ポリマーはそうではありませんでした。タンパク質アッセイの結果は、血清タンパク質が高成熟脂肪細胞の接着を誘導することを含む、カチオン性ポリマーコーティングの表面に強く吸着されていることを明らかにしました。この研究は、従来の細胞培養フラスコの表面の物理化学的特性を制御することにより、成熟脂肪細胞のDFAT幹細胞への変換を調節する可能性を初めて示しています。

Reprogramming of mature adipocytes is an attractive research area due to the plasticity of these cells. Mature adipocytes can be reprogrammed in vitro, transforming them into dedifferentiated fat cells (DFATs), which are considered a new type of stem cell, and thereby have a high potential for use in tissue engineering and regenerative medicine. However, there are still no reports or findings on in vitro controlling the dedifferentiation. Although ceiling culture performed in related studies is a relatively simple method, its yield is low and does not allow manipulation of mature adipocytes to increase or decrease the dedifferentiation. In this study, to understand the role of physicochemical surface effects on the dedifferentiation of patient-derived mature adipocytes, the surfaces of cell culture flasks were coated with extracellular matrix, basement membrane proteins, and cationic/anionic polymers. Extracellular matrix such as fibronectin and collagen type I, and basement membrane proteins such as collagen type IV and laminin strongly promoted dedifferentiation of mature adipocytes, with laminin showing the highest effect with a DFAT ratio of 2.98 (±0.84). Interestingly, cationic polymers also showed a high dedifferentiation effect, but anionic polymers did not, and poly(diallyl dimethylammonium chloride) showed the highest DFAT ratio of 2.27 (±2.8) among the cationic polymers. Protein assay results revealed that serum proteins were strongly adsorbed on the surfaces of the cationic polymer coating, including inducing high mature adipocyte adhesion. This study demonstrates for the first time the possibility of regulating the transformation of mature adipocytes to DFAT stem cells by controlling the physicochemical properties of the surface of conventional cell culture flasks.