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Development of human trophoblast invasion models to elucidate the mechanisms of hypertensive disorders of pregnancy.

Research Project

Project/Area Number 21K04852
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 28050:Nano/micro-systems-related
Research InstitutionTokyo Medical and Dental University

Principal Investigator

Hori Takeshi  東京医科歯科大学, 生体材料工学研究所, 助教 (30808829)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 梶 弘和  東京医科歯科大学, 生体材料工学研究所, 教授 (70431525)
Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Keywords栄養膜幹細胞 / TS細胞 / 絨毛外栄養膜細胞 / EVT細胞 / 妊娠高血圧症候群 / 生体模倣システム / in vitro細胞培養モデル / 胎盤幹細胞 / マイクロ流体デバイス / マイクロ流路デバイス / 臓器チップ / 胎盤チップ
Outline of Research at the Start

妊娠高血圧症候群は、胎児や母体の命を脅かす可能性のある妊娠合併症である。妊娠高血圧症候群の発症要因の一つとして、胎盤の絨毛外栄養膜細胞(EVT細胞)が母体血管をリモデリングする過程の異常が挙げられる。本研究では、ヒト栄養膜幹細胞からEVT細胞を作製し、マイクロ流路デバイス内で血管内皮細胞と共に培養することにより、ヒトの胎盤を模倣した胎盤チップデバイスを構築する。その胎盤チップデバイスを用いて、EVT細胞の血管内皮細胞への移動と浸潤を再現し、血管リモデリングに関わる因子を明らかにする。

Outline of Final Research Achievements

Hypertensive disorders of pregnancy (HDP) can lead to maternal and perinatal mortality, yet the mechanisms underlying their onset remain largely unclear. In a normal placenta, extravillous trophoblasts (EVT) remodel maternal spiral arteries, facilitating the supply of abundant blood to the placenta through these expanded vessels. It is suggested that failure of this vascular remodeling may trigger HDP. However, there has been a lack of effective in vitro cell culture models to analyze these processes. In this study, we successfully recapitulated vascular remodeling in vitro by co-culturing vascular networks and EVT cells differentiated from human trophoblast stem (TS) cells within a microfluidic device.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究で開発したin vitroモデルは、EVT細胞がどのように血管リモデリングを行うのかを詳細に解析する上で大変重要である。血管リモデリングの不全は、正常な胎盤形成の妨げになり、妊娠高血圧症候群の発症や低出生体重児の出産に繋がる可能性がある。今後、本モデルを使用することにより、どのような医薬品や病原体が血管リモデリングに影響を及ぼし、母体と胎児に有害となる可能性があるのかを評価することが可能になるものと考えられる。

Report

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

    (15 results)

All 2024 2023 2022 2021

All Journal Article (7 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results,  Peer Reviewed: 6 results,  Open Access: 6 results) Presentation (8 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Journal Article] Trophoblast stem cell-based organoid models of the human placental barrier2024

    • Author(s)
      Hori Takeshi、Okae Hiroaki、Shibata Shun、Kobayashi Norio、Kobayashi Eri H.、Oike Akira、Sekiya Asato、Arima Takahiro、Kaji Hirokazu
    • Journal Title

      Nature Communications

      Volume: 15 Issue: 1 Pages: 1-1

    • DOI

      10.1038/s41467-024-45279-y

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] “Organ‐on‐a‐chip”の外科・代謝栄養学への応用の可能性2023

    • Author(s)
      堀 武志、梶 弘和
    • Journal Title

      The Japanese Journal of SURGICAL METABOLISM and NUTRITION

      Volume: 57 Issue: 4 Pages: 85-87

    • DOI

      10.11638/jssmn.57.4_85

    • ISSN
      0389-5564, 2187-5154
    • Year and Date
      2023-08-15
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Journal Article] Engineering Oral Microenvironments Using Microphysiological Systems2023

    • Author(s)
      Yuji Nashimoto, Takeshi Hori, Serge Ostrovidov, Sayaka Katagiri, Hirokazu Kaji
    • Journal Title

      Sensors and Materials

      Volume: 35 Issue: 4 Pages: 1293

    • DOI

      10.18494/SAM4164

    • ISSN
      0914-4935, 2435-0869
    • Year and Date
      2023-04-11
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Minimally Invasive Sub-Retinal Transplantation of RPE-J Cells on a Biodegradable Composite PCL/Collagen Nanosheet2023

    • Author(s)
      Yamashita Kazuya、Ostrovidov Serge、Raut Bibek、Hori Takeshi、Nashimoto Yuji、Nagai Nobuhiro、Abe Toshiaki、Kaji Hirokazu
    • Journal Title

      Cell Transplantation

      Volume: 32 Pages: 1-16

    • DOI

      10.1177/09636897231165117

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Recent trends of biomaterials and biosensors for organ-on-chip platforms2022

    • Author(s)
      Gon?alves In?s M.、Rodrigues Raquel O.、Moita Ana S.、Hori Takeshi、Kaji Hirokazu、Lima Rui A.、Minas Gra?a
    • Journal Title

      Bioprinting

      Volume: 26 Pages: e00202-e00202

    • DOI

      10.1016/j.bprint.2022.e00202

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] The microRNA cluster C19MC confers differentiation potential into trophoblast lineages upon human pluripotent stem cells2022

    • Author(s)
      Kobayashi Norio、Okae Hiroaki、Hiura Hitoshi、Kubota Naoto、Kobayashi Eri H.、Shibata Shun、Oike Akira、Hori Takeshi、Kikutake Chie、Hamada Hirotaka、Kaji Hirokazu、Suyama Mikita、Bortolin-Cavaill? Marie-Line、Cavaill? J?r?me、Arima Takahiro
    • Journal Title

      Nature Communications

      Volume: 13 Issue: 1 Pages: 3071-3071

    • DOI

      10.1038/s41467-022-30775-w

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] 3D Printing Techniques and Their Applications to Organ-on-a-Chip Platforms: A Systematic Review2021

    • Author(s)
      Carvalho Violeta、Goncalves Ines、Lage Teresa、Rodrigues Raquel O.、Minas Graca、Teixeira Senhorinha F. C. F.、Moita Ana S.、Hori Takeshi、Kaji Hirokazu、Lima Rui A.
    • Journal Title

      Sensors

      Volume: 21 Issue: 9 Pages: 3304-3304

    • DOI

      10.3390/s21093304

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] マイクロメッシュシートを利用した灌流可能な三次元血管網の開発2023

    • Author(s)
      安藤萌, 堀 武志, 山本茜, 北野勇, 石原甲平, 水田太郎, 吉田昭太郎, 梨本裕司, 梶弘和
    • Organizer
      日本機械学会第35回バイオエンジニアリング講演会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] ヒト栄養膜幹細胞を用いた三次元培養モデルの作製とその利用2023

    • Author(s)
      堀 武志
    • Organizer
      第 41 回日本受精着床学会総会・学術講演会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 灌流可能な人工血管網を作製するためのカラム型デバイスの開発2023

    • Author(s)
      安藤萌, 堀 武志, 山本茜, 北野勇, 石原甲平, 水田太郎, 吉田昭太郎, 梨本裕司, 梶弘和
    • Organizer
      化学とマイクロ・ナノシステム学会 第48回研究会(CHEMINAS 48)
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] マイクロ流体デバイスを用いたヒト胎盤モデルにおける灌流依存的細胞分化の解析2023

    • Author(s)
      リー ジアユンライアン, 堀 武志, 岡江 寛明, 梨本 裕司, 有馬 隆博, 梶 弘和
    • Organizer
      化学とマイクロ・ナノシステム学会 第48回研究会(CHEMINAS 48)
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] ヒト胎盤オルガノイドの作製と病原体曝露の影響の解析2023

    • Author(s)
      JIANG BIN, 堀 武志, 岡江 寛明, 大杉 勇人, 片桐 さやか, 梨本 裕司, 有馬 隆博, 梶 弘和
    • Organizer
      化学とマイクロ・ナノシステム学会 第48回研究会(CHEMINAS 48)
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] Microphysiological systems and 3D cell cultures for accelerating human placenta research.2022

    • Author(s)
      Takeshi Hori
    • Organizer
      第7回生体医歯工学共同研究拠点国際シンポジウム(ISBE2022)
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] A trophoblast stem cell-based model of the human placental barrier.2021

    • Author(s)
      Hori T, Okae H, Kobayashi N, Arima T, Kaji H
    • Organizer
      MicroTAS 2021
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 微細加工技術を用いたヒト胎盤オルガノイドの作製2021

    • Author(s)
      高木淳也, 堀武志, 岡江寛明, 有馬隆博, 梶弘和
    • Organizer
      化学とマイクロ・ナノシステム学会研究会
    • Related Report
      2021 Research-status Report

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

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