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電気化学的手法を用いた三次元組織構築のための血管網構造の高速バイオアセンブリ

Research Project

Project/Area Number 13J01825
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Biofunction/Bioprocess
Research InstitutionUniversity of Tsukuba

Principal Investigator

大﨑 達哉 (2014-2015)  筑波大学, 数理物質科学研究科, 特別研究員(DC1)

大崎 達哉 (2013)  筑波大学, 大学院数理物質科学研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2013-04-01 – 2016-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2015)
Budget Amount *help
¥3,300,000 (Direct Cost: ¥3,300,000)
Fiscal Year 2015: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2014: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2013: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Keywords血管構造 / 再生医療 / 血管新生 / バイオマテリアル / 人工臓器 / 肝臓作製
Outline of Annual Research Achievements

2年目までに、血管構造の作製から、血管構造を持った肝臓組織の作製に移行するために、iPS細胞から誘導した肝臓の細胞を用いこれまでの送液培養に加える事によってその活性を評価した。この時の、アルブミン濃度とアンモニア濃度の変化をELISA で測定した。その結果、培養によっても分化が進み成熟した肝臓細胞へと近づいていた。
今年度はこれまで作製した肝臓組織の有用性を評価するために、これまでに作製してきた肝組織を、実際にマウスに移植することによって、肝疾患治療に有用であるかを評価した。まず、肝組織をクラニアルウィンドウに移植し、組織内に血管構造が侵入することを確認した。一方で、送液可能な血管構造に流れ込むには時間がかかるため、これまで作製してきた血管構造を有効に活用できていないと判断した。そこで、マウスを開胸し、マウス門脈とデバイスを直接接続し、吻合移植する移植することを発想した。これにより、すみやかに組織内に血液が流れ込み、作製した肝組織に酸素が供給できることを確認した。また、デバイスを皮下に埋め込むことによって短期間であれば、マウスの体内へと留置することも可能であることを証明した。更に、ヒト肝細胞をデバイスに充填し、移植したところマウス血液からヒトアルブミンが検出された。以上のように、血管構造を備えた肝組織の作製法を実現できたことは、この分野に於いても画期的であり、本手法は膵臓などの他の多くの重要な臓器に利用できる可能性が高いことから、今後の当該分野の展開にも寄与できる技術であると評価できる。この研究に関係し、国内の学会1件(再生医療学会)国際学会3件で発表した。特に後述の再生医療に関する学会である「Targeting liver disease」で研究成果を発表し、これらの結果の一部を学術論文「PLOS ONE」に報告した。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2015 Annual Research Report
  • 2014 Annual Research Report
  • 2013 Annual Research Report
  • Research Products

    (26 results)

All 2016 2015 2014 2013

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 2 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (15 results) Book (6 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] Engineering thick cell sheets by electrochemical desorption of oligopeptides on membrane substrates2016

    • Author(s)
      J. Enomoto, N. Mochizuki, K. Ebisawa, T. Osaki, T. Kageyama, D. Myasnikova, T. Nittami and J. Fukuda
    • Journal Title

      Regenerative therapy

      Volume: 3 Pages: 126-134

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Acceleration of vascular sprouting from fabricated perfusable vascular-like structures2015

    • Author(s)
      Tatsuya.Osaki, Takahiro. Kakegawa, Tatsuto. Kageyama, Junko. Enomoto, Tadashi. Nittami and Junji. Fukuda
    • Journal Title

      PLoS one

      Volume: 10

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Acceleration of vascular sprouting from fabricated perfusable vascular-like structures2015

    • Author(s)
      T.Osaki, T. Kakegawa, T. Kageyama, J. Enomoto, T. Nittami and J. Fukuda,
    • Journal Title

      PLoS one

      Volume: 10(4) Issue: 4 Pages: e0123735-e0123735

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0123735

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Rapid engineering of endothelial cell-lined vascular-like structures in in situ crosslinkable hydrogels"2014

    • Author(s)
      Kageyama Tatsuto, Kakegawa Takahiro, Osaki, Tatsuya, Enomoto Junko, Ito Taichi, Nittami Tadashi , Fukuda Junji.
    • Journal Title

      Biofabricaiton

      Volume: (In press)

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Engineering of bio-artificial liver with iPS-derived hepatic cells2015

    • Author(s)
      Tatsuya Osaki, Hiroaki Suzuki, Junji Fukuda
    • Organizer
      Interdisciplinary Workshop on Science and Patent 2015(IWP2015)
    • Place of Presentation
      筑波大学(茨城県つくば市)
    • Year and Date
      2015-09-04
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] Engineering of liver-like tissues using cell adhesive zwitterionic oligopeptide2015

    • Author(s)
      Tatsuya Osaki, Takahiro Kakegawa, Takanori Takebe, Junji Fukuda
    • Organizer
      2nd International Conference on Bioinspired and Zwitterionic Materials (ICBZM2015)
    • Place of Presentation
      シアトル, USA Univer sity of Washington
    • Year and Date
      2015-08-13
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 血管構造を備えた3次元肝組織の作製と移植2015

    • Author(s)
      大﨑達哉、武部貴則、福田淳二
    • Organizer
      バイオアセンブラ若手シンポジウム
    • Place of Presentation
      大阪大学, 大阪府 大阪市
    • Year and Date
      2015-07-02
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] Engineering of transplantable liver tissues with iPS-derived hepatic spheroids2015

    • Author(s)
      Tatsuya Osaki, Takanori Takebe, Junji Fukuda
    • Organizer
      2nd world conference of Targeting liver diseases 2015
    • Place of Presentation
      Republic of Malta, マルタ
    • Year and Date
      2015-06-25
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 血管構造を備えた肝臓類似組織の構築2015

    • Author(s)
      大崎達哉、中山真梨子、末吉正和、嶋津祐香、福田淳二
    • Organizer
      第14回再生医療学会総会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜
    • Year and Date
      2015-03-19 – 2015-03-21
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 電気化学的細胞脱離を用いた3D肝臓類似組織の構築2015

    • Author(s)
      大崎達哉、武部貴則、福田淳二
    • Organizer
      第82回電気化学会大会
    • Place of Presentation
      横浜国立大学
    • Year and Date
      2015-03-16 – 2015-03-18
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Micro-Molding of Vascularized Liver-Like Tissues with iPS-Derived Hepatic Endoderm Spheroids2014

    • Author(s)
      Tatsuya Osaki, Takanori Takebe, Junji Fukuda
    • Organizer
      Materials research society(MRS) fall meeting 2014
    • Place of Presentation
      Boston, U.S.A.
    • Year and Date
      2014-11-01 – 2014-11-04
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Fabrication of vascularized liver-like tissues using human iPS-derived hepatic endoderm cells and electrochemical cell transfer2014

    • Author(s)
      Tatsuya Osaki, Takanori Takebe, Junji Fukuda
    • Organizer
      Termis-AP 2014
    • Place of Presentation
      Daegu, Korea
    • Year and Date
      2014-09-24 – 2014-09-27
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 電気化学細胞脱離技術を用いた肝臓類似構造の構築2014

    • Author(s)
      大崎達哉、武部貴則、福田淳二
    • Organizer
      第66回生物工学会
    • Place of Presentation
      札幌国際会議場
    • Year and Date
      2014-09-10 – 2014-09-13
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Engineering hepatic tissues with perfusable vascular structures2014

    • Author(s)
      Tatsuya Osaki, Junji Fukuda
    • Organizer
      WC9 alternatives and animal use experiment 2014
    • Place of Presentation
      Prague, Czech Republic
    • Year and Date
      2014-08-23 – 2014-08-26
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Micro-molding of vascularized liver-like tissues with iPS-derived hepatic endoderm spheroids2014

    • Author(s)
      Tatsuya Osaki, Takanori Takebe, Junji Fukuda
    • Organizer
      JST ERATO International Symposium on 3D Tissue fabrication
    • Place of Presentation
      tokyo, Japan
    • Year and Date
      2014-06-05
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 電気化学細胞脱離を用いた血管様構造の構築2013

    • Author(s)
      大崎達哉
    • Organizer
      生物工学会若手会
    • Place of Presentation
      宮崎シーガイア、宮崎
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 電気化学細胞脱離技術を用いた血管類似構造の構築2013

    • Author(s)
      大崎達哉
    • Organizer
      第51回日本人工臓器学会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜、神奈川
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Fabirication of Perfusable Vasculatures Using Micromolding and Elect rochemical Cell Transfer2013

    • Author(s)
      Tatsuya Osaki
    • Organizer
      IEEE Engineering in medicine and biology conference (EMBC)
    • Place of Presentation
      大阪国際会議場、大阪市
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Rapid assembly of perfusable microvascular-like structures by electroc hemical cell transfer2013

    • Author(s)
      Tatsuya Osaki
    • Organizer
      Termis-America
    • Place of Presentation
      Hyatt Regency Atlanta、アトランタ、America
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Book] Hyper Bio Assembler for 3D Cellular Systems2015

    • Author(s)
      J. Enomoto, T. Kakegawa, T. Osaki, T. Kageyama, J. Fukuda
    • Total Pages
      349
    • Publisher
      Springer
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Book] 実験医学2015

    • Author(s)
      大崎達哉、福田淳二、小池博之、武部貴則
    • Total Pages
      1250
    • Publisher
      羊土社
    • Related Report
      2015 Annual Research Report 2014 Annual Research Report
  • [Book] 三次元ティッシュエンジニアリング2015

    • Author(s)
      大崎達哉、福田淳二
    • Total Pages
      600
    • Publisher
      エヌ・ティー・エス
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Book] 三次元ティッシュエンジニアリング、血管構造のモールディングによる肝組織形成2015

    • Author(s)
      大崎達哉、福田淳二
    • Total Pages
      349
    • Publisher
      NTS
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Book] 動物細胞培養の手法と細胞死・増殖不良・細胞変異を防止する技術2014

    • Author(s)
      大崎達哉、福田淳二
    • Total Pages
      584
    • Publisher
      技術情報協会
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Book] 三次元ティッシュエンジニアリング、電気化学を用いた細胞操作2014

    • Author(s)
      大崎達哉、福田淳二
    • Total Pages
      346
    • Publisher
      NTS
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 血管様立体構造物およびその製造方法,血管様立体構造物製造装置,並びに血管様立体構造物製造用ニードル2015

    • Inventor(s)
      福田淳二、嶋津祐香、大崎達哉、丸尾昭二、平出亮二
    • Industrial Property Rights Holder
      福田淳二、嶋津祐香、大崎達哉、丸尾昭二、平出亮二
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2015-185280
    • Filing Date
      2015-09-18
    • Related Report
      2015 Annual Research Report

URL: 

Published: 2014-01-29   Modified: 2024-03-26  

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