Fabrication of 3D in vitro model of diabetic neuropathy with real-time detection of ROS generation
| Project/Area Number |
20F20361
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 外国 |
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| Review Section |
Basic Section 90110:Biomedical engineering-related
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
竹内 昌治 東京大学, 大学院情報理工学系研究科, 教授 (90343110)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
MYASNIKOVA DINA 東京大学, 情報理工学(系)研究科, 外国人特別研究員
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| Project Period (FY) |
2020-11-13 – 2023-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥2,200,000 (Direct Cost: ¥2,200,000)
Fiscal Year 2022: ¥500,000 (Direct Cost: ¥500,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2020: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000)
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| Keywords | skin / barrier function / microfluidic device / TEER / drug permeation assay / vascular structure / neurons / pancreatic islets / perfusion culture |
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| Outline of Research at the Start |
糖尿病患者の約5割が手足の感覚障害（末梢神経障害）を経験していると推定されている。しかし、この障害の正確なメカニズムや有効な治療法は未だ判明していない。要因として、最も多く用いられている本疾患のモデルがヒトとの類似性に欠けている複雑な動物モデルであったり、あまりにも単純なin vitroモデルであることがあげられる。
そこで本研究では、末梢神経障害の主要な構成要素である膵臓や皮膚を血管や神経細胞ネットワークに組み込んだ新しいin vitroモデルの確立を目指す。このモデルが実現すれば、選択された組織間の相互作用の解明に役立ち、糖尿病性末梢神経障害の研究を前進させる一助となることが期待できる。
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| Outline of Annual Research Achievements |
この共同プロジェクトでは、糖尿病性神経障害のmulti-organ-on-a-chipモデルを開発することを目指した。従来の動物モデルや簡素化された細胞ベースのモデルでは、臨床試験で有望な結果が得られなかったため、膵島、皮膚、血管、神経を組み込んだより生理的なモデルが求められていた。
そこで、本プロジェクトでは、3D皮膚モデルの作製とバリア機能評価のためのマイクロ流体デバイスを設計・製作した。灌流培養が可能で、優れた表皮形態を実現し、培養デバイス内でTEER測定と経皮的薬物透過試験が行える。灌流培養は、より高いTEER値と低いカフェイン透過率を示し、バリア機能が向上した3D皮膚モデルを実現した。さらに、VEGFを添加することでカフェインの血管様チャネルへの透過が増加し、全身薬物暴露の推定が可能であることを示した。また、新生血管化した膵スフェロイドの培養にも成功した。
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| Research Progress Status |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(3 results)
Research Products
(3 results)
