2016 Fiscal Year Annual Research Report
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16H03173
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| Research Institution | Keio University |
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Principal Investigator |
須藤 亮 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 准教授 (20407141)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
谷下 一夫 早稲田大学, ナノ・ライフ創新研究機構, 客員上級研究員(研究院客員教授) (10101776)
三高 俊広 札幌医科大学, 医学部, 教授 (50231618)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 組織工学 / 肝臓 / 血管 / マイクロ流体デバイス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、組織工学によって再生した三次元肝組織に毛細血管網を導入する「血管化」の実現に取り組んでいる。特に、コラーゲンゲル粒子および還流培養システムを利用することで三次元肝組織の組織化および血管化を促進することを目的としている。平成28年度は、「コラーゲンゲル粒子の導入」に関する課題に着目した研究実施計画を遂行し、具体的には以下の研究成果を得た。
①マイクロ流体システムの作製： ソフトリソグラフィーによってマイクロ流路およびコラーゲンゲルを有するマイクロ流体システムを作製した。培養の際には、マイクロ流路間に圧力差を形成することによってコラーゲンゲルを浸透する間質流を起こし、微小培養環境における対流・拡散・三次元組織化を制御した。
②細胞配置の時間的・空間的な制御： ラットの肝臓からコラゲナーゼ灌流法によって分離した初代培養肝細胞をマイクロ流路で培養し、間質流を負荷することで三次元組織を形成する。一方、対面する流路に血管内皮細胞を播種し、毛細血管網を形成することで、三次元肝組織と毛細血管網を近接させた共培養モデルを実現した。
③コラーゲンゲル粒子の導入による血管化誘導効果の検討： 乳化重合法によって細胞スケールの粒子径を有する微小なコラーゲンゲル粒子を作成した。このコラーゲンゲル粒子を肝細胞に混合してマイクロ流路へ流し込み、間質流で組織化を誘導することによって三次元組織内部にコラーゲンゲル粒子が分布した三次元肝組織を形成することに成功した。さらに、コラーゲンゲル領域を伸長していく毛細血管が三次元肝組織の内部に分布するコラーゲンゲル粒子を足がかりとして組織内部に伸長し、組織の血管化が誘導されるかどうか検討した。その結果、毛細血管の先端が三次元肝組織に入り込んだ組織の再生に成功したが、血管化の効率が低く、さらなる培養条件の検討が必要であることが明らかになった。
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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
平成28年度は、「コラーゲンゲル粒子の導入」に関する課題に着目した研究実施計画であったが、実際に細胞スケールの粒子径を有する微小なコラーゲンゲル粒子を作成し、肝細胞との混合培養を行い、マイクロ流体デバイスの内部においてコラーゲンゲル粒子と肝細胞の三次元混成組織を構築することに成功した。さらに、この三次元培養モデルによって毛細血管の先端が三次元混成組織に入り込んだ血管化肝組織の構築に成功したことから、本研究課題の現在までの進捗状況としておおむね順調に進展していると判断できる。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成28年度の研究計画をさらに発展させ、コラーゲンゲル粒子の導入による血管化肝組織の構築に関する実験を推進する。また、当初の予定通り、マイクロ流体デバイスを用いた肝臓-血管培養モデルを還流培養システムに拡張することを計画している。これらの研究を通して、三次元肝組織の組織化・血管化を促進する組織工学的手法に明らかにする。
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[Book] Vascular Engineering2016
Author(s)
Ryo Sudo, Seok Chung, Yoojin Shin, Kazuo Tanishita （Editors: KazuoTanishita, Kimiko Yamamoto）
Total Pages
401
Publisher
Springer
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