Engineering organoids on a chip based on tissue engineering approaches

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project Area: Science for virtual human development: Organ(s)-on-a-chips reveal systemic metabolic networks
• Project/Area Number: 20H05744
• Research Category: Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Transformative Research Areas, Section (II)
• Research Institution: Yokohama National University
• Principal Investigator: Fukuda Junji 横浜国立大学, 大学院工学研究院, 教授 (80431675)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 西川 昌輝 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 講師 (40843149) ; 大久保 佑亮 国立医薬品食品衛生研究所, 毒性部, 主任研究官 (80596247) ; 遠山 周吾 慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 講師 (90528192)
• Project Period (FY): 2020-10-02 – 2023-03-31
• Keywords: オルガノイド / Body on a chip / Organs on a chip / 微細加工

Outline of Final Research Achievements

The purpose of this research group was to integrate engineering and medical/biological approaches to construct individual organoids on a chip with the necessary functions. We established a luminescence monitoring system using signal reporter human iPS cells, construction of mature cardiac organoids and their firing point control technology by localized electrical stimulation. We also established a polysaccharide-based ultra-high-density culture technology for iPS cells and a culture system using doughnut-shaped culture vessels and oxygen-permeable polymethylpentene culture vessels. By combining these elemental technologies, we established an organoid culture method that can be mounted on chip devices.

Free Research Field

生物工学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

当該研究領域の大きな目標は、バーチャル生体構築であり、科学的・社会的に意義の特に高い飲合せによる薬効・副作用を解明する「薬物相互作用と個別化」、恒常性維持と破綻に直結する「代謝変動と炎症」の定量的理解につながるものである。当該研究計画では、そのための個別臓器オルガノイドを構築した。各オルガノイドの構築により生体内において発生期にどのように各臓器組織が形作られているかの理解が深まり、その成果は学術的に大きな意義があるものと自負している。