2017 Fiscal Year Annual Research Report
Fabrication of 3-D cellular constructs using gel transfer methods
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17H02095
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
穴田 貴久 東北大学, 歯学研究科, 准教授 (30398466)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
鈴木 治 東北大学, 歯学研究科, 教授 (60374948)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 細胞・組織工学材料 / 細胞培養デバイス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
生体外における三次元細胞組織体構築は、組織再生工学における重要課題のひとつである。本研究は、独自開発した酸素透過性培養器による三次元細胞培養法を基盤とする。異なる種類の細胞塊をアレイ化したハイドロゲルによって細胞塊の配列を高度に制御し、三次元的な血管構造を有する骨様組織を作製する。この酸素透過性培養器は応用性、汎用性が非常に高く、再生医療の中核技術の一つとして新たな領域形成の可能性を有する画期的技術である。二種類以上の細胞を共培養することは、培地など条件検討などが非常に難しいのが問題であるが、本研究では３次元共培養灌流デバイスを構築し、移植可能な「活きが良く、血の通った細胞組織体」を生体外で3次元的に再構成する技術を提案し、骨再生治療へと応用を図ることを目的とする。
29年度は酸素透過性培養器に間葉系幹細胞（MSC）または血管内皮細胞（EC）を播種し、培養器および培養条件の最適化を図った。MSCはD1細胞、マウス骨髄由来MSCを用いた。ECはヒト臍帯血由来HUVEC細胞を用いた。また、細胞塊をハイドロゲルに転写するために光架橋性ゼラチンゲルを合成した。細胞へのダメージが少ない可視光照射条件を検討した。HUVEC細胞は培養器を用いることで迅速にスフェロイド化し、光架橋性ハイドロゲル内で培養することで血管腔形成を評価した結果、管腔形成が起こるゲル作製条件や培養条件を決めることができた。MSCとECの共培養条件の検討を行った。
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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
間葉系幹細胞、血管内皮細胞の三次元培養のための条件検討はある程度順調に進展しており、光架橋性ハイドロゲルの合成と調製についても進んでいる。異種細胞の共培養条件を検討中である。
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| Strategy for Future Research Activity |
ハイドロゲルに内包したスフェロイドの分化及び血管腔形成について共培養のための条件検討を行う。ゲル重ね合わせにおいて、異種細胞スフェロイド間の距離を培養器の設計を修正し、細胞間相互作用が最適になるように培養器デザインを変更したものについて検討を行う。形成した組織体を固定化し、組織切片を作製することで形態の経時的変化を観察する。代表者の所属が変わったため研究の再セットアップが必要となったができるだけ遅れが出ないように検討を進めていく予定である。
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