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Development of a vascularized organoids transplantation technology for next-generation regenrative medicine

Research Project

Project/Area Number 21H03814
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Basic Section 90120:Biomaterials-related
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

Yamamoto Masaya  東北大学, 工学研究科, 教授 (10332735)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 江草 宏  東北大学, 歯学研究科, 教授 (30379078)
狩野 光伸  岡山大学, ヘルスシステム統合科学学域, 教授 (80447383)
Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥17,680,000 (Direct Cost: ¥13,600,000、Indirect Cost: ¥4,080,000)
Fiscal Year 2023: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2022: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2021: ¥9,230,000 (Direct Cost: ¥7,100,000、Indirect Cost: ¥2,130,000)
Keywordsオルガノイド / 微小血管 / 血管連結 / 移植 / 再生医療 / 中空チタンマイクロチューブ / 再生医療が
Outline of Research at the Start

オルガノイドは、臓器機能の一部をもつミニ器官であり、再生医療や創薬を変革する技術として学術的・社会的に注目されている。一方、オルガノイドを患者の治療に利用する次世代再生医療を実現するためには、オルガノイド移植に対する技術革新が必要不可欠であるが、国内外を通じて皆無である。本研究では、体内におけるオルガノイド内の微小血管循環と機能維持とを高める方法論(血管連結オルガノイド移植技術)を学術的「問い」と定め、次世代再生医療における学術的課題を解決することを目指す。

Outline of Final Research Achievements

In this study, a technique for introducing microtubule structures into cell aggregates such as organoids was investigated. It was shown that vascular endothelial cells can be introduced by utilizing microtuble structures. Furthermore, in order to maintain the function of organoids after implantation in the body, a material was developed to introduce hollow titanium microtubes that renew diffusion within the cell aggregates. The organoids alone are expected to improve the diffusion of the material and increase survival rates. A sandwich culture method was developed as a technique for inducing organoids, and it was shown that differentiation from iPS cells to cardiomyocytes can be promoted. It was also shown that the differentiation efficiency is influenced by the properties of the hydrogel. Furthermore, a technique for introducing molecules into the inside of cell aggregates was also developed.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

得られた研究成果は、材料科学・循環生理学・再生医療の融合という、既存の学術分野に対して新しい学理を開拓することに結びつき、学術の深化が期待される。さらに、本研究成果を他の臓器のオルガノイドへの展開も可能である。その結果、次世代再生医療や創薬など、オルガノイドを利用した医療分野に対する波及効果を介した研究成果の社会還元が見込まれる。本研究は、オルガノイド移植を実現するために必要となる学術基盤に加えて、医療の高度化により社会還元の可能性が期待され、学術的・社会的創造性が高い。

Report

(4 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Annual Research Report
  • 2021 Annual Research Report
  • Research Products

    (20 results)

All 2024 2023 2022 2021 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (3 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 1 results) Presentation (16 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 3 results)

  • [Int'l Joint Research] Hanyang University(韓国)

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    • Author(s)
      Nobuyuki Morimoto, Atsuki Murata, A.; Yuta Yamamoto, Fumio Narita, Masaya Yamamoto.
    • Journal Title

      ACS Omega

      Volume: 9(10) Issue: 10 Pages: 11942-11949

    • DOI

      10.1021/acsomega.3c09708

    • Related Report
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    • Peer Reviewed / Open Access
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    • Author(s)
      Nattasit Praphawi、Niibe Kunimichi、Yamada Masahiro、Ohori‐Morita Yumi、Limraksasin Phoonsuk、Tiskratok Watcharaphol、Yamamoto Masaya、Egusa Hiroshi
    • Journal Title

      Macromolecular Bioscience

      Volume: e2300021 Issue: 7 Pages: 1-14

    • DOI

      10.1002/mabi.202300021

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    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Sulfobetaine polymers for effective permeability into multicellular tumor spheroids (MCTSs)2022

    • Author(s)
      Morimoto Nobuyuki、Ota Keisuke、Miura Yuki、Shin Heungsoo、Yamamoto Masaya
    • Journal Title

      Journal of Materials Chemistry B

      Volume: 10 Issue: 14 Pages: 2649-2660

    • DOI

      10.1039/d1tb02337c

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  • [Presentation] 三次元細胞培養のための酸化チタンマイクロチューブの作製2023

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      廣江 王貴、ユン ハンヨン、森本 展行、小林 真子、上田 恭介、成島 尚之、山本 雅哉
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      2023年度東北大学金属材料研究所共同研究ワークショップ/日本バイオマテリアル学会東北ブロック交流会
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    • Author(s)
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  • [Presentation] Development of biomaterials to engineer spheroids2022

    • Author(s)
      Masaya Yamamoto
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      MALAYSIAN TISSUE ENGINEERING & REGENERATIVE MEDICINE SCIENTIFIC MEETING (MTERMS) 2022
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    • Int'l Joint Research / Invited
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    • Author(s)
      森本展行、三浦祐樹、山本雅哉
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      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] スルホベタインポリマー構造が及ぼす三次元細胞凝集塊への浸透効果2021

    • Author(s)
      森本展行、太田桂介、三浦祐樹、山本雅哉
    • Organizer
      第43回日本バイオマテリアル学会大会
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      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 細胞凝集体浸透性に対するスルホベタインポリマー化学構造の影響2021

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      森本展行、太田桂介、三浦祐樹、山本雅哉
    • Organizer
      第11回DDS再生医療研究会/ 第13回多血小板血漿(PRP)療法研究会
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      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] Development of sulfobetaine polymer conjugates as a drug delivery system to cancer cells aggregates2021

    • Author(s)
      Nobuyuki Morimoto, Masaya Yamamoto
    • Organizer
      TERMIS World Congress
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    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2021-04-28   Modified: 2025-01-30  

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