Publicly Offered Research
Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (A)
我々が健康に生命活動が行えるのは，体内に共生する無数の菌のおかげである。成人では外部から取り込んだ細菌は定着することなく排出される，新生児の場合は分娩様式や栄養法（母乳と育児用粉乳）によって腸内細菌の構成が変化する。本申請では，新しい臓器モデルとして関心の高いOrgan-on-a-chip技術を基盤に，腸内部の環境を模倣した細菌の培養空間を構築することで，無数の細菌からなる腸内細菌環境の形成までの過程や，体内や対外からの刺激による細菌の変化に関する知見を得るための新しい評価法を開発する。
ヒトは体内に棲息している無数の細菌の機能を活用して複雑な生命活動を行なっている。特に腸内に棲息する細菌の数が多く、腸内細菌と宿主の健康状態との関係が次々に明らかになっている。本研究では新規臓器モデルとして関心の高いOrgan-on-a-chipの技術を基盤に、ヒトが多様な腸内細菌叢を形成するまでの過程に着目した細菌の定着過程や、プレバイオティクスが細菌叢に与える影響についての評価法を検討することを目標にした。研究初年度として、細菌細胞の共培養が可能な培養環境の作製、高アスペクト比構造体である腸管の絨毛構造体の作製方法について検討した。腸内環境の模倣には宿主細胞と細菌の共培養が不可欠であり、セルカルチャーインサートを用いて、宿主細胞と乳酸菌および大腸菌との培養をおこなった。細胞接着能の異なる基板を利用することで、宿主細胞をセルカルチャーインサートのインサート膜に接着・培養し、インサート膜を隔てた宿主細胞と細菌細胞との共培養を達成した。また、人口粘液を用いた共培養や、マイクロ流体技術を利用した培養環境の構築についても検討した。また、腸管内部は絨毛に代表される複雑な構造を持ち、流体や構造体から受ける物理的な刺激の違いや、物質移動の差から生じる栄養状態の違いが混在する環境である。本研究では、ポリジメチルシロキサン（PDMS）やアガロースハイドロゲルなどの弾力性を持つ材料を使った高アスペクト比構造体の作製を検討した。PDMSを用いた手法によって、目的となる高さ1 mm,アスペクト比5程度の構造体を作製することが確認され、また、アガロースハイドロゲルでも高アスペクト比構造体の作製の可能性が示された。
翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
