Gut-Liver-on-a-Chip to investigate the progression mechanisms of non-alcoholic fatty liver diseases
| Project/Area Number |
21H01728
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 27040:Biofunction and bioprocess engineering-related
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
亀井 謙一郎 京都大学, 高等研究院, 研究員 (00588262)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
平井 義和 京都大学, 工学研究科, 講師 (40452271)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥17,420,000 (Direct Cost: ¥13,400,000、Indirect Cost: ¥4,020,000)
Fiscal Year 2023: ¥5,460,000 (Direct Cost: ¥4,200,000、Indirect Cost: ¥1,260,000)
Fiscal Year 2022: ¥5,460,000 (Direct Cost: ¥4,200,000、Indirect Cost: ¥1,260,000)
Fiscal Year 2021: ¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
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| Keywords | ヒト多能性幹細胞 / 非アルコール性脂肪肝疾患 / 腸肝連関 / センサ / オルガノイド / 非アルコール性脂肪肝炎 / マイクロ流体デバイス / 組織チップ / 病態モデル / 多組織チップ / 肝臓 / 小腸 / 分化誘導 / 非アルコール性脂肪性肝疾患 |
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| Outline of Research at the Start |
非アルコール性脂肪肝疾患（NAFLD）は、重篤化すると肝硬変などの直結する病態であるが、有用な治療薬は未だにない。これは、腸や肝臓など複数の臓器が関連した疾患であり原因解明が困難なためである。よって、生体外NAFLDモデルの開発が必要である。
応募者は、NAFLD発症・重篤化に関連する肝臓・腸連関に着目した。本研究では、ヒト多能性幹細胞から作製した肝臓・小腸オルガノイドを搭載した多組織チップを開発し、NAFLDを再現する。NAFLD発症・重篤化過程の変化を経時的に解析するために、各臓器をリアルタイム測定する組織機能測定センサを搭載し、発症から最終的に重篤化に至る機構の解明を目指す。
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| Outline of Annual Research Achievements |
非アルコール性脂肪肝疾患（NAFLD）は、進行すると肝硬変などの重篤な状態に至り、最終的な治療法として生体肝移植を行うしかないという深刻な問題を抱えている。現時点でNAFLDを治療できれば、移植の必要性を回避できるが、効果的な治療薬は未だに存在しない。この複雑性は、NAFLDが腸や肝臓を含む複数の臓器の相互作用に関連しているため、その起因となるメカニズムの全貌が明らかでないことにある。このため、生体外でのシンプルなNAFLDモデルの開発が緊急に求められている。
この課題に対応するため、我々の研究チームはNAFLDの発症及び悪化に深く関わる肝臓と腸の相互作用に焦点を当てた。ヒト多能性幹細胞を用いて作製した肝臓と小腸のオルガノイドを搭載した多組織チップを開発し、NAFLDを再現することに成功した。また、NAFLDが発症し悪化する過程を時系列で解析できるように、各臓器の機能をリアルタイムで測定できるセンサーを取り付けた。最終的には、遺伝子解析や代謝物測定といった多角的なアプローチにより、NAFLDの発症から重篤化するまでのプロセスを解明し、これらの知見がNAFLDの理解を深める上で大きな貢献をしている。これらの研究を踏まえ、将来的にはNAFLDの予防や治療法の開発に結びつけていくことを目指している。
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| Research Progress Status |
令和5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5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
(18 results)
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[Presentation] Electrode Design Using Multi-Material Topology Optimization for Accurate Measurement of Trans-Epithelial Electrical Resistance in Organ-on-a-Chip2023
Author(s)
Haruki Goda, Naoyuki Ishida, Kozo Furuta, Kazuhiko Izui, Fred van Keulen, Ken-ichiro Kamei, Toshiyuki Tsuchiya, Osamu Tabata, Yoshikazu Hirai
Organizer
The 49th International Conference on Micro- and Nano Engineering (MNE 2023), Berlin, Germany
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