| Project/Area Number |
23K13919
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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 38050:Food sciences-related
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
二橋 佑磨 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 研究員 (80964212)
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| Project Period (FY) |
2023-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Discontinued (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2024: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
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| Keywords | 脳腸相関 / 培養デバイス / 動物実験代替法 / 迷走神経 / 腸管上皮細胞 |
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| Outline of Research at the Start |
昨今の動物愛護の高まりから、食品製造に関連する多くの企業が動物実験の廃止を宣言しており、脳腸相関を再現する新たな動物実験代替法が希求されている。この観点から、迷走神経求心路を介した脳への入力と脳から迷走神経遠心路を介して身体生理に及ぼす影響・効果を評価可能なヒト脳腸軸オンチップモデルの開発が必要だと考える。本研究では、１）腸管組織に加え、迷走神経の80％以上を占める副交感神経ならびに中枢神経の取得、および、２）それらを機能的に接続させる高精度な培養デバイスの作製・評価を行い、脳腸軸オンチップモデルの構築を目指す。
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| Outline of Annual Research Achievements |
昨今の動物愛護の高まりから、食品製造に関連する多くの企業が動物実験の廃止を宣言しており、脳腸相関を再現する新たな動物実験代替法が希求されている。この観点から、迷走神経求心路を介した脳への入力と脳から迷走神経遠心路を介して身体生理に及ぼす影響・効果を評価可能なヒト脳腸軸オンチップモデルの開発が必要と考える。また、神経接続に限らず、液性因子を介した臓器連関を可視化するための培養システムの開発が必要と考える。本年度は、液性因子の相互作用による多臓器間ネットワークを生体外で再現するために、脳-腸-肝-免疫システムを共培養可能なデバイスを開発した。オミクス解析により、腸管で惹起された炎症シグナルが、肝臓、脳へと液性因子を介して伝達されることを明らかにし、デバイスに必要な機能が備わっていることを確認した。これに加えて本年度は疾患モデルの構築にも取り組んだ。コラーゲンゲルを利用した3D共培養法で膵がんモデルを作製し、バイオインフォマティクスを駆使したマルチオミクス解析（トランスクリプトーム及びメタボローム解析）を行い、膵がんの新規マーカーを同定した。これらの技術開発は、複数臓器の生体模倣システムの要素技術として期待される。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
研究は、おおむね順調に進展していると考える。本年度は液性因子を介した臓器連関を可視化するための培養システムの開発した。オミクス解析により、腸管で惹起された炎症シグナルが、肝臓、脳へと液性因子を介して伝達されることを明らかにし、デバイスに必要な機能が備わっていることを確認した。
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| Strategy for Future Research Activity |
迷走神経求心路を介した脳への入力と脳から迷走神経遠心路を介して身体生理に及ぼす影響・効果を評価可能なヒト脳腸軸オンチップモデルについて、設計が完了している。いくつかの培養パターンを網羅できるように条件を組み、安定した培養系を作製し、実験に臨みたい。
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