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脱細胞化臓器と増殖因子導入ゲルから成る肝臓の再構築技術の創出

Research Project

Project/Area Number 12J04676
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Biofunction/Bioprocess
Research InstitutionKyushu University

Principal Investigator

白木川 奈菜  九州大学, 工学研究院, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2012 – 2013
Project Status Completed (Fiscal Year 2013)
Budget Amount *help
¥1,800,000 (Direct Cost: ¥1,800,000)
Fiscal Year 2013: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2012: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Keywords脱細胞化 / 肝臓 / 体外循環 / 増殖因子導入ゲル
Research Abstract

肝組織再構築が移植医療の問題解決のために望まれているが、現在臓器規模の肝組織は構築できていない。その大きな原因として、肝細胞を維持するためには臓器規模の血管網構築が不可欠であるが血管網構造のように複雑な形状の担体を人工的に作製できないことがあげられる。本研究では肝臓から細胞を抜き去った脱細胞化肝臓を足場として用い、臓器規模の血管網を有する構造体の作製、及び肝細胞を取り巻く機能性ゲルの開発により、十分な治療効果を持つ肝組織を構築を目指した。
平成25年度の研究としては、この作製した肝組織体の評価を行った。具体的には作製した肝組織体の培養による評価と、血液体外循環系の構築である。培養による評価においては、脱細胞化肝臓に対してラット肝初代細胞を充填して作製した肝組織体を培地循環培養し、静置培養時との機能発現を比較した。その結果、同じ細胞密度で播種し、培養した静置培養時よりも、培地循環培養を行った際の方が播種細胞数あたりの肝機能発現量が高いことが示唆された。これは、培地循環培養時において、脱細胞化肝臓内の血管構造を利用して培地が流れ、酸素供給が行われていたことが期待される。つまり、再細胞化肝臓内においても血管構造が維持されていたと期待され、本基材を足場とした臓器規模の血管網の構築が可能なことが期待される。
一方、血液体外循環系の構築においては、ラット頸動脈から血液を引出し、ポンプを介して頸静脈に戻すという循環回路の安定した作製に成功した。さらに、肝臓を組み込んだ回路の構築に成功した。そこで、作製した肝組織を組み込む回路の作製に取り組んだところ、回路内の圧力損失が大きな課題となったが、作製した肝組織をゲルに包埋することや、回路を短くすることで、血液体外循環に成功した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

非常に困難でチャレンジングな研究課題であるにも関わらず、申請時の目標に非常に近い形まで研究を進めることができたため。

Strategy for Future Research Activity

研究期間は本年度で終了するが、本研究の今後の展望としては、血液体外循環系を用いた作製した肝組織の機能評価や、血管吻合による移植を行い、ドナー肝臓に代わる新たな肝組織創出につながることが期待される。

Report

(2 results)
  • 2013 Annual Research Report
  • 2012 Annual Research Report
  • Research Products

    (16 results)

All 2014 2013 2012

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (13 results)

  • [Journal Article] Base structure consisting of an endothelialized vascular-tree network and hepatocytes for whole liver engineering2013

    • Author(s)
      Nana Shirakigawa, Takayuki Takei, and Hiroyuki Ijima
    • Journal Title

      Journal of Bioscience and Bioengineering

      Volume: 116 Issue: 6 Pages: 740-745

    • DOI

      10.1016/j.jbiosc.2013.05.020

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Nucleus number in clusters of transplanted fetal liver cells increases by partial hepatectomy of recipient rats2013

    • Author(s)
      Nana Shirakigawa, and Hiroyuki Ijima
    • Journal Title

      Journal of Bioscience and Bioengineering

      Volume: (印刷中) Issue: 5 Pages: 568-570

    • DOI

      10.1016/j.jbiosc.2012.11.015

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Decellularized liver as a practical scaffold with a vascular network template for liver tissue engineering2012

    • Author(s)
      Nana Shirakigawa, Hiroyuki Ijima, and Takayuki Takei
    • Journal Title

      Journal of Bioscience and Bioengineering

      Volume: 114 Issue: 5 Pages: 546-551

    • DOI

      10.1016/j.jbiosc.2012.05.022

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 脱細胞化肝臓を鋳型とした肝細胞培養及びex vivoによる機能評価2014

    • Author(s)
      白木川 奈菜・井嶋 博之
    • Organizer
      化学工学会 第79年会
    • Place of Presentation
      岐阜
    • Year and Date
      2014-03-17
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 再細胞化した脱細胞化肝臓のラット血液体外循環による評価系構築2014

    • Author(s)
      白木川 奈菜・井嶋 博之
    • Organizer
      第13回再生医療学会
    • Place of Presentation
      京都
    • Year and Date
      2014-03-06
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 臓器工学の創出-肝臓-2013

    • Author(s)
      白木川奈菜
    • Organizer
      化学工学会九州支部セミナー
    • Place of Presentation
      熊本
    • Year and Date
      2013-11-10
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Albumin production of re-cellularized liver substitute based on whole organ engineering2013

    • Author(s)
      Nana Shirakigawa, Hiroyuki Ijima
    • Organizer
      2013 Joint of Japan/Taiwan/Korea Chemical Engineering Conference
    • Place of Presentation
      熊本
    • Year and Date
      2013-11-09
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 臓器規模の肝組織構築を目指した検討2013

    • Author(s)
      白木川 奈菜・井嶋 博之
    • Organizer
      第49回九大生体材料・力学研究会
    • Place of Presentation
      福岡
    • Year and Date
      2013-09-27
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 肝細胞移植基材としてのヘパリン導入コラーゲンの開発2013

    • Author(s)
      白木川 奈菜・井嶋 博之
    • Organizer
      バイオマテリアル学会 九州講演会 2013
    • Place of Presentation
      熊本
    • Year and Date
      2013-09-20
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 血管網を有する臓器鋳型としての脱細胞化肝臓の再細胞化2013

    • Author(s)
      白木川 奈菜・井嶋 博之
    • Organizer
      化学工学会 第45回秋季大会
    • Place of Presentation
      岡山
    • Year and Date
      2013-09-16
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 脱細胞化肝臓の血管鋳型構造の解析と細胞培養による評価2013

    • Author(s)
      白木川奈菜, 井手口忠光, 市川和幸, 泉登久, 東扇千子, 山本靜成, 鬼塚昌彦, 井嶋博之
    • Organizer
      第12回日本再生医療学会総会
    • Place of Presentation
      横浜
    • Year and Date
      2013-03-21
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] 血管網を有する肝細胞包埋スキヤホールドとしての脱細胞化肝臓2013

    • Author(s)
      白木川奈菜、井嶋博之
    • Organizer
      第78回化工年会
    • Place of Presentation
      大阪
    • Year and Date
      2013-03-17
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Creation of vascular tree structure for liver tissue engineering2012

    • Author(s)
      Shirakigawa N. , Ijima H.
    • Organizer
      The 4th Kyushu University - Yeungnam University Joint Symposium on Chemical Engineering
    • Place of Presentation
      福岡
    • Year and Date
      2012-10-12
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Endothelialized vascular tree in decellularized liver for liver tissue engineering2012

    • Author(s)
      Shirakigawa N. , Ijima H.
    • Organizer
      3rd TERMIS (Tissue Engineering and Regenerative Medicine International Society) World Congress 2012
    • Place of Presentation
      オーストリア, ウィーン
    • Year and Date
      2012-09-06
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Quantitative analysis of vascular tree structure in decellularized liver for tissue engineering2012

    • Author(s)
      Shirakigawa N., Ijima H., Ideguchi T., Ichikawa K., Izumi T., Higashi M., Yamamoto S., Onizuka Y.
    • Organizer
      3rd TERMIS (Tissue Engineering and Regenerative Medicine International Society) World Congress 2012
    • Place of Presentation
      オーストリア, ウィーン
    • Year and Date
      2012-09-05
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] 脱細胞化肝を用いた臓器規模の血管網構築と肝組織工学勁の応用2012

    • Author(s)
      白木川奈菜, 井嶋博之
    • Organizer
      第11回日本再生医療学会総会
    • Place of Presentation
      横浜
    • Year and Date
      2012-06-13
    • Related Report
      2012 Annual Research Report

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Published: 2013-04-25   Modified: 2024-03-26  

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