Development of microtissue therapeutic system based on mixed multicellular spheroids

• Project/Area Number: 25670257
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Research Field: Applied pharmacology
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: NISHIKAWA Makiya 京都大学, 薬学研究科(研究院), 准教授 (40273437)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): TAKAKURA Yoshinobu 京都大学, 薬学研究科, 教授 (30171432) ; TAKAHASHI Yuki 京都大学, 薬学研究科, 助教 (00547870)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2015-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2014)
• Budget Amount: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000); Fiscal Year 2014: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000); Fiscal Year 2013: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
• Keywords: 細胞治療 / スフェロイド / 幹細胞 / 移植

Outline of Final Research Achievements

To optimize the function of insulin-secreting cells for effective cell-based therapy for type 1 diabetics, we developed mixed multicellular spheroids using insulin-secreting MIN6 cells together with endothelial MAEC cells or with fibroblast NIH3T3 cells. Fluorescence microscopy imaging of spheroids consisting of fluorescently labeled cells showed that MIN6 and MAEC cells almost evenly distributed within the spheroids, whereas in MIN6/NIH3T3 spheroids, NIH3T3 cells were surrounded by MIN6 cells. Insulin secretion from MIN6 cells was upregulated by spheroid formation, and the MIN6/MAEC spheroid more efficiently secreted insulin upon glucose stimulation. Transplantation of the MIN6/MAEC spheroids showed a remarkable reduction in the blood glucose level of diabetic model mice.

Research Products

• [Journal Article] Transplantation of insulin-secreting multicellular spheroids for the treatment of type 1 diabetes in mice (2014)
  • Author(s): Kusamori K, Nishikawa M, Mizuno N, Nishikawa T, Masuzawa A, Shimizu K, Konishi S, Takahashi Y, Takakura Y
  • Journal Title: Journal of Controlled Release Volume: 173 Pages: 119-124
  • DOI: 10.1016/j.jconrel.2013.10.024
  • NAID: 120005353503
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Small-molecule-induced clustering of heparan sulfate promotes cell adhesion (2013)
  • Author(s): Takemoto N, Suehara T, Frisco HL, Sato S, Sezaki T, Kusamori K, Kawazoe Y, Park SM, Yamazoe S, Mizuhata Y, Inoue R, Miller GJ, Hansen SU, Jayson GC, Gardiner JM, Kanaya T, Tokitoh N, Ueda K, Takakura Y, Kioka N, Nishikawa M, Uesugi M.
  • Journal Title: J. Am. Chem. Soc. Volume: 135 Issue: 30 Pages: 11032-11039
  • DOI: 10.1021/ja4018682
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Poly(N-isopropylacrylamide)-coatedmicrowell arrays for construction and recovery of multicellular spheroids (2013)
  • Author(s): Kazunori Shimizu
  • Journal Title: J Biosci Bioeng Volume: 印刷中 Issue: 6 Pages: 695-699
  • DOI: 10.1016/j.jbiosc.2012.12.017
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 静脈内投与された細胞の肺への集積の定量的評価と制御 (2015)
  • Author(s): 田中悠太郎、荻野悠加、西川元也、西川智子、高橋有己、高倉喜信
  • Organizer: 第31回日本DDS学会学術集会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2015-07-02 – 2015-07-03
• [Presentation] 混合スフェロイドにおける細胞局在化の原因究明 (2015)
  • Author(s): 水上 優哉、西川 元也、高橋 有己、高倉 喜信
  • Organizer: 日本薬剤学会第30年会
  • Place of Presentation: 長崎
  • Year and Date: 2015-05-21 – 2015-05-23
• [Presentation] マクロファージを用いた細胞スフェロイドの作製 (2015)
  • Author(s): 田中悠太郎、西川元也、荻野悠加、清水一憲、小西 聡、高橋有己、高倉喜信
  • Organizer: 日本薬学会第135年会
  • Place of Presentation: 神戸
  • Year and Date: 2015-03-25 – 2015-03-28
• [Presentation] 肝細胞スフェロイドのサイズ制御による細胞機能の最適化 (2014)
  • Author(s): 西川智子、西川元也、草森浩輔、水野成美、清水一憲、小西 聡、高橋有己、高倉喜信
  • Organizer: 第30回日本DDS学会学術集会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2014-07-30 – 2014-07-31
• [Presentation] 混合細胞スフェロイドを用いた糖尿病治療効果の増強 (2014)
  • Author(s): 田中悠太郎、水野成美、水上優哉、西川元也、西川智子、草森浩輔、清水一憲、小西 聡、高橋有己、高倉喜信
  • Organizer: 日本薬剤学会第29年会
  • Place of Presentation: 大宮
  • Year and Date: 2014-05-20 – 2014-05-22
• [Presentation] 血管内皮細胞との混合型細胞スフェロイドの開発によるインスリン産生細胞からのインスリン放出性の増強 (2013)
  • Author(s): 水野成美、草森浩輔、西川元也、西川智子、清水一憲、小西 聡、高橋有己、高倉喜信
  • Organizer: 日本薬剤学会第28年会
  • Place of Presentation: 名古屋
• [Presentation] Micromolding技術を利用した細胞スフェロイドのサイズ制御と細胞機能に及ぼすサイズの影響の解明 (2013)
  • Author(s): 西川智子、草森浩輔、西川元也、水野成美、清水一憲、小西 聡、高橋有己、高倉喜信
  • Organizer: 日本薬剤学会第28年会
  • Place of Presentation: 名古屋
• [Presentation] 混合型細胞スフェロイドの構築によるインスリン産生細胞からのインスリン放出性の増強 (2013)
  • Author(s): 水野成美、草森浩輔、西川元也、西川智子、清水一憲、小西 聡、高橋有己、高倉喜信
  • Organizer: 第29回日本DDS学会学術集会
  • Place of Presentation: 京都
• [Presentation] 細胞スフェロイドサイズの制御に基づく肝細胞および癌細胞機能制御 (2013)
  • Author(s): 西川智子、草森 浩輔、西川元也、水野成美、清水一憲、小西 聡、高橋 有己、高倉喜信
  • Organizer: 第29回日本DDS学会学術集会
  • Place of Presentation: 京都