ヒト脳微小環境を再現するヒトiPS細胞由来血液脳関門マイクロチップの構築と評価
| Project/Area Number |
21K15321
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 47060:Clinical pharmacy-related
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| Research Institution | Teikyo University |
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Principal Investigator |
黒澤 俊樹 帝京大学, 薬学部, 助教 (90839466)
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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 |
¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
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| Keywords | 血液脳関門 / トランスポーター / iPS細胞 / 3次元培養 / MPS / Organ-on-a-chip / ヒトiPS細胞 / 有機カチオントランスポーター |
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| Outline of Research at the Start |
本研究の目的は、ヒト脳の微小環境を再現した三次元流体モデル（BBBマイクロチップ）を開発することである。この目的の達成に向け、①ヒトiPS細胞由来脳毛細血管内皮細胞（hiPS-BMECs）およびアストロサイト、ペリサイトを搭載した共培養BBBマイクロチップを構築し、②トランスポーターおよび受容体などの機能性膜タンパク質の発現解析および輸送機能の解析を実施する。さらに、③本BBBマイクロチップを用いた脳内薬物動態/薬力学（PK/PD）の解析と評価系の構築に取り組む。本研究は、新規中枢疾患治療薬の開発に有用な研究になることが期待される。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題はヒト脳における微小環境を模倣する3次元流体血液脳関門モデルの構築を目的とした。血液脳関門 (blood-brain barrier) の機能はヒトとげっ歯類等の実験動物の間で種差があることが報告されているが、ヒト個体における臨床研究が困難なことからヒトBBBの機能は明らかでない点が多く存在する。本研究ではヒトBBBの機能を再現するモデル構築のため、ヒトBBBモデル細胞であるヒトiPS細胞由来脳毛細血管内皮様細胞 (hiPS-BMECs) とMIMETAS社OrganoPlate 3-laneを用いた3次元流体BBBモデルの開発を行った。
hiPS-BMECsは多様な輸送体を介し脳内への供給輸送および脳内からの排出輸送を再現することを報告してきたが、薬毒物の脳内への侵入を防ぐP糖タンパク質 (P-gp/ABCB1) を介した排出機能が欠如することが明らかとなっている。薬物の脳内濃度を予測するためにはP-gpの機能は不可欠であるため、P-gp遺伝子を導入したiPS細胞を作製し、従来の分化方法によってP-gpによる排出機能を有したhiPS-BMECsを樹立した。この排出機能は本研究課題で構築した3次元流体モデル上でも維持されることが示されている。本研究成果は諸学会における発表、講演のみならず、journal of pharmaceutics sciencesへの論文報告を行い、国内外から高い評価を受けた。
本研究課題で構築した3次元流体BBBモデルおよびP-gpの排出機能を獲得したhiPS-BMECsは、中枢疾患治療薬開発への貢献が期待される。
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Report
(3 results)
Research Products
(27 results)
