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マトリックス制御と部位特異的機能発現を実現する肝臓組織の生体外再構築

Research Project

Project/Area Number 16J40041
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Biomedical engineering/Biomaterial science and engineering
Research InstitutionChiba University

Principal Investigator

鵜頭 理恵  千葉大学, 大学院工学研究院, 特別研究員(RPD)

Project Period (FY) 2016-04-22 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Keywords組織工学 / 肝細胞 / 薬剤代謝 / コラーゲン / 3次元培養 / 肝組織工学
Outline of Annual Research Achievements

本研究は,創薬研究やバイオ人工肝臓等に利用できる肝細胞の3次元培養のための基盤技術を確立することを目的とし,生体の肝臓内における肝細胞の機能発現を,生体外においてより忠実に再現できる3次元培養系の構築を目指している。平成29年度は,肝細胞の3次元培養に応用できるI型コラーゲンファイバーの作製と断片化条件の検討を行った。マイクロ流体デバイスを用いることでマイクロスケールの線維化コラーゲンファイバーを連続的に作製し,高分子電解質溶液中に撹拌しながら回収することで,サイズが制御された断片化コラーゲンファイバーが作製できることが可能となった。平成28~29年にかけて検討した液滴形成技術を応用することで作製した微小コラーゲン粒子に比べ,コラーゲン本来の生化学的性質を維持しているため肝細胞機能の向上に寄与する可能性が高い。
平成30年度は,作製した断片化マイクロコラーゲンファイバーの肝細胞3次元培養系における足場材料としての有用性を検討するために,ラット肝細胞と混合してスフェロイド培養を行い,肝細胞の生存率,アルブミン分泌量,尿素合成量,薬剤によるCYP1A,CYP3Aの誘導能などを評価し,従来法(スフェロイド培養)との比較を行った。その結果,コラーゲンマイクロファイバーを内包した肝スフェロイドでは,通常のスフェロイドと比較して高い生存率を認めた。また,アルブミン分泌や薬物代謝活性などの肝機能の向上も認められた。この結果から,本手法で得られたコラーゲンマイクロファイバーは,肝細胞の足場材料として有用であり,創薬研究などへの応用が期待される。

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2018 Annual Research Report
  • 2017 Annual Research Report
  • 2016 Annual Research Report
  • Research Products

    (71 results)

All 2019 2018 2017 2016 Other

All Journal Article (8 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 8 results,  Open Access: 2 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (62 results) (of which Int'l Joint Research: 17 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Formation of Pressurizable Hydrogel-based Vascular Tissue Models by Selective Gelation in Composite PDMS Channels2019

    • Author(s)
      Mayu Fukushi, Keita Kinoshita, Masumi Yamada, Yuya Yajima, Rie Utoh, and Minoru Seki
    • Journal Title

      RSC Advances

      Volume: 9 Issue: 16 Pages: 9136-9144

    • DOI

      10.1039/c9ra00257j

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    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] PDMS Microstencil Plate-supported Fabrication of Ultra-thin, Condensed ECM Membranes for Separated Cell Coculture on Both Surfaces2019

    • Author(s)
      Hideki Iwadate, Masumi Yamada, Naoki Kimura, Rina Hashimoto, Yuya Yajima, Rie Utoh, and Minoru Seki
    • Journal Title

      Sensors and Actuators B: Chemical

      Volume: 287 Pages: 486-495

    • DOI

      10.1016/j.snb.2019.02.067

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    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Micropassage-embedding Composite Hydrogel Fibers Enable Quantitative Evaluation of Cancer Cell Invasion under 3D Coculture Conditions2018

    • Author(s)
      Sugimoto M, Kitagawa Y, Yamada M, Yajima Y, Utoh R, Seki M
    • Journal Title

      Lab Chip

      Volume: 印刷中 Issue: 9 Pages: 1378-1387

    • DOI

      10.1039/c7lc01280b

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    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Development of a Perfusable 3D Liver Cell Cultivation System via Bundling-up Assembly of Cell-laden Microfibers2018

    • Author(s)
      Yuya Yajima, Chu Ning Lee, Masumi Yamada, Rie Utoh, and Minoru Seki
    • Journal Title

      Journal of Bioscience and Bioengineering

      Volume: in press Issue: 1 Pages: 111-118

    • DOI

      10.1016/j.jbiosc.2018.01.022

    • NAID

      210000005735

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    • Author(s)
      Utoh R, Komori J, Kuge H, Tatsumi K, Yamada M, Hirohashi S, Tsutsumi M, Amanuma T, Yoshioka A, Nakajima Y, Wake K, Okano T, Lagasse E, Ohashi K.
    • Journal Title

      J Hepatol.

      Volume: 68 Issue: 4 Pages: 744-753

    • DOI

      10.1016/j.jhep.2017.12.016

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    • Author(s)
      Yajima Y, Yamada M, Utoh R, and Seki M
    • Journal Title

      ACS Biomater Sci Eng

      Volume: 3(9) Issue: 9 Pages: 2144-2154

    • DOI

      10.1021/acsbiomaterials.7b00131

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      Kim K, Utoh R, Ohashi K, Kikuchi T, Okano T
    • Journal Title

      J Tissue Eng Regen Med

      Volume: 11(7) Issue: 7 Pages: 2071-2080

    • DOI

      10.1002/term.2102

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      Ichihara Y, Utoh R, Yamada M, Shimizu T, Uchigata Y.
    • Journal Title

      Heliyon

      Volume: 2(6) Issue: 6 Pages: e00129-e00129

    • DOI

      10.1016/j.heliyon.2016.e00129

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    • Author(s)
      鵜頭理恵,榎本紗希子,山中啓吾,山田真澄,関 実
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      Hideki Iwadate, Masumi Yamada, Rie Utoh, Minoru Seki
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      化学工学会 第84年会
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      鵜頭理恵,榎本紗希子,山中啓吾,山田真澄,関 実
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      森田明寛,矢嶋祐也,山田真澄,鵜頭理恵,関 実
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      森田明寛,矢嶋祐也,山田真澄,鵜頭理恵,関 実
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  • [Presentation] 細胞を内腔に導入可能なコラーゲンチューブのワンステップ作製2018

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      佐伯琴音, 榎本紗希子, 矢嶋祐也, 鵜頭理恵, 山田真澄, 関 実
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      佐伯琴音,榎本紗希子,矢嶋祐也,鵜頭理恵,山田真澄,関 実
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      岩舘秀樹,木村尚貴,橋本里奈,矢嶋祐也,山田真澄,鵜頭理恵,関 実
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      2018年度 生物工学若手研究者の集い(若手会)夏のセミナー
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  • [Presentation] 多層マイクロ流体デバイスを用いた細胞導入コラーゲンチューブの作製2018

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      堀 有音,渡部有紀,矢嶋祐也,鵜頭理恵,山田真澄,関 実
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      岩舘秀樹,木村尚貴,橋本里奈,矢嶋祐也,山田真澄,鵜頭理恵,関 実
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      Hideki Iwadate, Naoki Kimura, Rina Hashimoto, Yuya Yajima, Rie Utoh, Masumi Yamada, and Minoru Seki
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      Aruto Hori, Yuki Watabe, Yuya Yajima, Rie Utoh, Masumi Yamada, and Minoru Seki
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      Hideki Iwadate, Masumi Yamada, and Minoru Seki
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      NCRM NICHE 2018
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  • [Presentation] Facile Preparation of Cell-Embedding Hydrogel Sponges for 3D cell culture2018

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      Aruto Hori, Masumi Yamada, Yuki Watabe, Yuya Yajima, Rie Utoh, and Minoru Seki
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      Aruto Hori, Yuki Watabe, Yuya Yajima, Rie Utoh, Masumi Yamada, and Minoru Seki
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      堀 有音,渡部有紀,矢嶋祐也,山田真澄,鵜頭理恵,関 実
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      シンポジウム:細胞アッセイ技術の現状と将来
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      矢嶋祐也,鵜頭理恵,山田真澄,関 実
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      化学工学会 第82年会
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      芝浦工業大学 豊洲キャンパス
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      榎本紗希子,矢嶋祐也,鵜頭理恵,山田真澄,古澤和也,関 実
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      化学工学会 第82年会
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      芝浦工業大学 豊洲キャンパス
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      2017-03-06
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      平松久卓,堀綾香,矢嶋祐也,鵜頭理恵,山田真澄,関 実
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      化学工学会 第82年会
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      芝浦工業大学 豊洲キャンパス
    • Year and Date
      2017-03-06
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      杉本愛実,北川陽一,矢嶋祐也,鵜頭理恵,山田真澄,関 実
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      シンポジウム:細胞アッセイ技術の現状と将来
    • Place of Presentation
      東京大学 生産技術研究所
    • Year and Date
      2017-01-31
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      第30回 日本動物細胞工学会2017年度大会
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      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] マイクロステンシルプレートを用いたECM薄膜作製と細胞共培養への応用2017

    • Author(s)
      岩舘秀樹,木村尚貴,橋本里奈,矢嶋祐也,鵜頭理恵,山田真澄,関 実
    • Organizer
      第24回HAB研究機構学術年会
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      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] コラーゲン微粒子を用いた3次元積層培養における肝細胞の機能評価2017

    • Author(s)
      矢嶋祐也,山田真澄,鵜頭理恵,関 実
    • Organizer
      第24回HAB研究機構学術年会
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      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] マイクロステンシルプレートを用いた基底膜模倣細胞培養系の開発2017

    • Author(s)
      岩舘秀樹,木村尚貴,橋本里奈,矢嶋祐也,鵜頭理恵,山田真澄,関 実
    • Organizer
      化学とマイクロ・ナノシステム学会第35回研究会
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      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] リン酸塩‐PDMS流路を用いたコラーゲンチューブの形成とその応用2017

    • Author(s)
      福士万由,矢嶋祐也,古澤和也,鵜頭理恵,山田真澄,関 実
    • Organizer
      化学とマイクロ・ナノシステム学会第35回研究会
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      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Microfluidic Process to “Non-crosslinked” Collagen Microfibers for 3D Cell Cultivation2017

    • Author(s)
      Sakiko Enomoto, Yuya Yajima, Rie Utoh, Masumi Yamada, Kazuya Furusawa, and Minoru Seki
    • Organizer
      Lab-on-a-Chip & Microfluidics, Point-of-Care Diagnostics & Global Health Asia 2017
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      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Microfluidics-assisted Spinning of Single Micrometer-sized Protein Microfibers Using Alginate as Sacrificial Matrix2017

    • Author(s)
      Hisataka Hiramatsu, Ayaka Hori, Yuya Yajima, Rie Utoh, Masumi Yamada, and Minoru Seki
    • Organizer
      Lab-on-a-Chip & Microfluidics, Point-of-Care Diagnostics & Global Health Asia 2017
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      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Control of Invasion Direction of Cancer Cells Using Hierarchically Patterned Hydrogel Sheets2017

    • Author(s)
      Manami Sugimoto, Yoichi Kitagawa, Yuya Yajima, Rie Utoh, Masumi Yamada, and Minoru Seki
    • Organizer
      28th 2017 International Symposium on Micro-NanoMechatronics and Human Science (MHS 2017)
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      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Basement Membrane-Mimetic Microengineered ECM Films for Cell Co-Culture on Front-Back Surfaces2017

    • Author(s)
      Hideki Iwadate, Naoki Kimura, Rina Hashimoto, Yuya Yajima, Rie Utoh, Masumi Yamada, and Minoru Seki
    • Organizer
      The 21st International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences (MicroTAS 2017)
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      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Collagen Gelation on Phosphate Particle-embedding PDMS (PP-PDMS) Channel: An Efficient Approach to Vascular Tissue Engineering2017

    • Author(s)
      Mayu Fukushi, Yuya Yajima, Rie Utoh, Masumi Yamada, Kazuya Furusawa and Minoru Seki
    • Organizer
      The 21st International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences (MicroTAS 2017)
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Invasion Assay of Cancer Cells Using Hierarchically-patterned Hydrogel Sheets2017

    • Author(s)
      Manami Sugimoto, Yoichi Kitagawa, Yuya Yajima, Rie Utoh, Masumi Yamada, and Minoru Seki
    • Organizer
      RSC Tokyo International Conference 2017 - Analytical Technology Towards Future Society - (JASIS 2017)
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 溶媒乾燥プロセスを用いたタンパク質微粒子の作製とその応用2016

    • Author(s)
      矢嶋祐也,鵜頭理恵,山田真澄,関 実
    • Organizer
      第22回流動化・粒子プロセッシングシンポジウム
    • Place of Presentation
      東京大学 生産技術研究所
    • Year and Date
      2016-12-08
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      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Microfabricated Hydrogel Sheets for Guidance and Quantitative Evaluation of Cancer Cell Invasion2016

    • Author(s)
      Masumi Yamada, Manami Sugimoto, Yoichi Kitagawa, Rie Utoh, and Minoru Seki
    • Organizer
      The 22st Symposium of Young Asian Biochemical Engineers’ Community (YABEC 2016)
    • Place of Presentation
      Miyazaki SEAGAIA Resort, Japan
    • Year and Date
      2016-10-27
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      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] One-step Production of Non-Crosslinked Collagen Microfibers by pH Modulation in Microfluidic Devices2016

    • Author(s)
      Sakiko Enomoto, Yuya Yajima, Yuki Watabe, Masumi Yamada, Rie Utoh, Kazuya Furusawa, and Minoru Seki
    • Organizer
      The 20th International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences (MicroTAS 2016)
    • Place of Presentation
      Dublin, Ireland
    • Year and Date
      2016-10-09
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      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] マイクロ流路とコラーゲン微粒子を用いた潅流可能な毛細血管網の形成2016

    • Author(s)
      宮崎満理,堀綾香,矢嶋祐也,鵜頭理恵,山田真澄,関 実
    • Organizer
      化学とマイクロ・ナノシステム学会第34回研究会
    • Place of Presentation
      幕張メッセ国際会議場
    • Year and Date
      2016-09-06
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      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 湿式紡糸によるコラーゲンファイバーの作製と細胞培養への応用2016

    • Author(s)
      榎本紗希子,矢嶋祐也,渡部有紀,山田真澄,鵜頭理恵,古澤和也,関 実
    • Organizer
      化学工学会第48回秋季大会
    • Place of Presentation
      徳島大学
    • Year and Date
      2016-09-06
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      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] がん細胞の浸潤方向制御を可能とするハイドロゲルシートの作製2016

    • Author(s)
      杉本愛実,北川陽一,矢嶋祐也,鵜頭理恵,山田真澄,関 実
    • Organizer
      化学工学会第48回秋季大会
    • Place of Presentation
      徳島大学
    • Year and Date
      2016-09-06
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      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Fabrication and evaluation of pancreatic islet-like tissues containing ECM microparticles2016

    • Author(s)
      Mao Kameda, Ayaka Hori, Yuya Yajima, Rie Utoh, Masumi Yamada, and Minoru Seki
    • Organizer
      issue Engineering and Regenerative Medicine International Society Asia Pacific Meeting (2016 TERMIS AP)
    • Place of Presentation
      Tamsui, Taipei, Taiwan
    • Year and Date
      2016-09-03
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      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 3次元細胞培養のための非架橋性コラーゲンファイバーの作製2016

    • Author(s)
      榎本紗希子,矢嶋祐也,渡部有紀,山田真澄,鵜頭理恵,古澤和也,関 実
    • Organizer
      生物工学若手研究者の集い 夏のセミナー2016
    • Place of Presentation
      ホテルコンチネンタル府中
    • Year and Date
      2016-07-16
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      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 長期肝障害刺激下における臓器サイズ異所性肝臓の作製2016

    • Author(s)
      鵜頭 理恵、大橋 一夫、和氣 健二郎、岡野 光夫
    • Organizer
      第23回HAB研究機構学術年会
    • Place of Presentation
      つくば産業総合研究所中央第一共用講堂
    • Year and Date
      2016-05-26
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      2016 Annual Research Report
  • [Remarks]

    • URL

      http://chem.tf.chiba-u.jp/gacb01/publications.html

    • Related Report
      2016 Annual Research Report

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Published: 2016-05-17   Modified: 2024-03-26  

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