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Development of dynamic and functional imaging technology for constructed 3-dimensional tissue using probes to detect cellular biological functions

Research Project

Project/Area Number 20H04515
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Basic Section 90110:Biomedical engineering-related
Research InstitutionOsaka Dental University (2021-2022)
Kyoto University (2020)

Principal Investigator

Jo Jun-ichiro  大阪歯科大学, 歯学部, 准教授 (60511243)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 山下 潤  東京大学, 医学部附属病院, 特任教授 (50335288)
Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥16,640,000 (Direct Cost: ¥12,800,000、Indirect Cost: ¥3,840,000)
Fiscal Year 2022: ¥6,890,000 (Direct Cost: ¥5,300,000、Indirect Cost: ¥1,590,000)
Fiscal Year 2021: ¥5,070,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥1,170,000)
Fiscal Year 2020: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Keywordsモレキュラービーコン / イメージング / 細胞機能 / ナノ粒子 / 3次元組織 / 生物機能検出 / 生体機能利用
Outline of Research at the Start

現在、再生医療、疾患研究、および創薬研究への応用を目的として、体外で3次元組織を構築する研究が活発に行われているが、構築した3次元組織を評価する技術の開発は限られており、組織を生かしたままでの評価は未だ確立されていない。本研究では、これまでに応募者が開発してきた、細胞機能検出プローブの細胞内導入・細胞内徐放による細胞機能イメージング技術を基盤として、構築した3次元組織中の細胞の動態と機能を“組織を生かしたままで”連続的に見る技術(3次元組織の動態・機能イメージング技術)を開発する。

Outline of Final Research Achievements

Construction of 3-dimensional tissue has been performed aiming at the application for regenerative medicine, disease research, and drug screening research. However, the development of evaluation technologies for constructed 3-dimensional tissues is limited and evaluation methods of tissues under living condition have not established yet. This study attempted to develop a “dynamic and functional imaging technology for constructed 3-dimensional tissue” which visualizes the dynamics and biological function of cells in constructed 3-dimensional tissue under living condition. The dynamic and functional imaging technology for constructed 3-dimensional tissue was developed based on the cell function imaging technology which was developed by the application of intracellular delivery technology for a molecular beacon to sequence-specifically detect an mRNA.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

われわれが開発してきた細胞機能イメージング技術を基盤として構築した3次元組織の動態・機能イメージング技術は、あらゆる3次元組織構築法に適用可能であるため、基盤となる細胞機能イメージング技術の汎用性の高さも相まって、非常に汎用性の高い技術が得られる。得られた3次元組織の動態・機能イメージング技術は、構築した3次元組織の新しい非侵襲的評価手法を創出し、再生医療、疾患研究、および創薬研究に大きな進展をもたらすことは疑いない。

Report

(4 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Annual Research Report
  • 2020 Annual Research Report
  • Research Products

    (17 results)

All 2023 2022 2021 2020

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 1 results) Presentation (11 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 2 results)

  • [Journal Article] A Reverse Transfection System with Cationized Gelatin Nanospheres Incorporating Molecular Beacon as a Tool to Visualize Cell Function2023

    • Author(s)
      Yang W., Jo J. Tabata Y.
    • Journal Title

      ACS Applied Bio Materials

      Volume: - Issue: 9 Pages: 3363-3375

    • DOI

      10.1021/acsabm.2c00944

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] モレキュラービーコンを用いた細胞機能イメージング技術の開発と3次元細胞集合体への応用2022

    • Author(s)
      城潤一郎、村田勇樹、田畑泰彦
    • Journal Title

      バイオマテリアル-生体材料-

      Volume: 40(4) Pages: 300-305

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Journal Article] Complexation design of cationized gelatin and molecular beacon to visualize intracellular mRNA2021

    • Author(s)
      Takehana Sho、Murata Yuki、Jo Jun-ichiro、Tabata Yasuhiko
    • Journal Title

      PLOS ONE

      Volume: 16 Issue: 1 Pages: e0245899-e0245899

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0245899

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] モレキュラービーコンとドラッグデリバリーシステムを組み合わせた細胞機能イメージング技術の開発2021

    • Author(s)
      村田勇樹、城潤一郎、田畑泰彦
    • Journal Title

      JSMI Report

      Volume: 14 Pages: 18-25

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Visualization of apoptosis in three-dimensional cell aggregates based on molecular beacon imaging2021

    • Author(s)
      Murata Yuki、Jo Jun-ichiro、Tabata Yasuhiko
    • Journal Title

      Tissue Engineering Part C: Methods

      Volume: -- Issue: 4 Pages: 264-275

    • DOI

      10.1089/ten.tec.2020.0338

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Molecular Beacon Imaging to Visualize Ki67 mRNA for Cell Proliferation Ability2020

    • Author(s)
      Murata Yuki、Jo Jun-Ichiro、Tabata Yasuhiko
    • Journal Title

      Tissue Engineering Part A

      Volume: -

    • DOI

      10.1089/ten.tea.2020.0127

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Development of a novel cell labelling method by the substrate-mediated intracellular delivery of molecular beacon.2022

    • Author(s)
      Jo J., Murata Y., Tabata Y.
    • Organizer
      International Dental Material Congress (IDMC) 2022
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Design of reverse transfection system with cationized gelatin nanospheres incorporating molecular beacon to visualize cell functions.2022

    • Author(s)
      Yang W., Jo J, Tabata Y.
    • Organizer
      2022KIPS 若手高分子シンポジウム
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 細胞機能可視化のためのモレキュラービーコンの細胞内徐放とリバーストランスフェクションの組み合わせ2022

    • Author(s)
      Wenxuan Yang,城潤一郎,田畑泰彦.
    • Organizer
      第38回日本DDS学会学術集会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] モレキュラービーコンを用いた細胞機能イメージング技術の開発2021

    • Author(s)
      村田 勇樹、城 潤一郎、田畑 泰彦
    • Organizer
      第38回医用高分子研究会講座
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 近未来歯科細胞医療を支える細胞機能イメージング技術の開発2021

    • Author(s)
      城潤一郎
    • Organizer
      日本歯科理工学会近畿・中四国地方会令和3年度冬期セミナー
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] モレキュラービーコンを用いた未分化・分化細胞のエネルギー代謝経路の可視化2020

    • Author(s)
      村田 勇樹、城 潤一郎、田畑 泰彦
    • Organizer
      日本分子イメージング学会(WEB開催臨時大会)
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] モレキュラービーコンによる未分化・分化細胞のエネルギー代謝経路イメージング2020

    • Author(s)
      村田 勇樹、城 潤一郎、田畑 泰彦
    • Organizer
      第36回日本DDS学会学術集会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 細胞機能イメージングに必要なドラッグデリバリーシステムの開発2020

    • Author(s)
      城潤一郎、村田勇樹、田畑泰彦
    • Organizer
      第69回高分子討論会(WEB開催)
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] Molecular beacon imaging for energy metabolic pathway of cells.2020

    • Author(s)
      Murata, Y., Jo, J., and Tabata, Y.
    • Organizer
      11th World Biomaterials Congress, Virtual
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] モレキュラービーコン‐カチオン化ゼラチン複合体の調製2020

    • Author(s)
      竹花祥、村田勇樹、城潤一郎、田畑泰彦
    • Organizer
      第66回高分子研究発表会(紙上開催)
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] モレキュラービーコン‐カチオン化ゼラチン複合体の作製2020

    • Author(s)
      竹花祥、村田勇樹、城潤一郎、田畑泰彦
    • Organizer
      第36回日本DDS学会学術集会(ハイブリッド開催)
    • Related Report
      2020 Annual Research Report

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Published: 2020-04-28   Modified: 2024-01-30  

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