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2019 Fiscal Year Annual Research Report

Construction of an in vitro eye disease platform

Research Project

Project/Area Number 17H02752
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

梶 弘和  東北大学, 工学研究科, 准教授 (70431525)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 阿部 俊明  東北大学, 医学系研究科, 教授 (90191858)
Project Period (FY) 2017-04-01 – 2020-03-31
Keywordsナノマイクロバイオシステム
Outline of Annual Research Achievements

本年度は、主に血液網膜関門(BRB)モデルの構築を検討した。
外側BRBモデルに関しては、前年度までに開発したポーラス膜で上層と下層の流路が隔てられた2層式の流路チップに、ヒト網膜色素上皮細胞(RPE)とヒト臍帯静脈内皮細胞(HUVEC)から構成される毛細血管網の集積を検討した。上層流路にRPEの単層組織、下層流路に毛細血管網を配置することで、ポーラス膜を介してRPE層と毛細血管網が相互作用可能な共培養系の作製に成功した。さらに,RPE層のバリア機能を評価するために,流路チップに電極を集積して経上皮電気抵抗(TEER)のオンチップ測定を可能にした。今後、当該モデルを用いた病態解析や創薬スクリーニングへの展開が期待される。
内側BRBモデルに関しては、マイクロ流路チップを用いて網膜微小血管の発芽系の作製を検討した。ヒト網膜微小血管内皮細胞(HRMEC)のバリア機能とマトリックスメタロプロテアーゼ(MMP)活性を評価したところ、炎症条件下ではバリア機能の低下とMMP活性の上昇が認められた。さらに、HRMECの単独培養、HRMEC-ヒト網膜周皮細胞(HRP)の共培養、およびHRMEC-HRP-正常ヒト肺線維芽細胞(NHLF)の共培養を検討したところ、それぞれの系でHRMECの発芽プロファイルが異なることが確認された。今後、詳細なメカニズムを検討することで、内側BRB形成の包括的な理解が期待される。

Research Progress Status

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (22 results)

All 2020 2019

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 1 results) Presentation (16 results) (of which Int'l Joint Research: 6 results,  Invited: 4 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] Prototyping a Versatile Two-Layer Multi-Channel Microfluidic Device for Direct-Contact Cell-Vessel Co-Culture2020

    • Author(s)
      Chen Li-Jiun、Raut Bibek、Nagai Nobuhiro、Abe Toshiaki、Kaji Hirokazu
    • Journal Title

      Micromachines

      Volume: 11 Pages: 79~79

    • DOI

      10.3390/mi11010079

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Transscleral sustained ranibizumab delivery using an episcleral implantable device: Suppression of laser-induced choroidal neovascularization in rats2019

    • Author(s)
      Nagai Nobuhiro、Nezhad Zhaleh Kashkouli、Daigaku Reiko、Saijo Saaya、Song Yuanhui、Terata Keiko、Hoshi Ayako、Nishizawa Matsuhiko、Nakazawa Toru、Kaji Hirokazu、Abe Toshiaki
    • Journal Title

      International Journal of Pharmaceutics

      Volume: 567 Pages: 118458~118458

    • DOI

      10.1016/j.ijpharm.2019.118458

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A multilayered sheet-type device capable of sustained drug release and deployment control2019

    • Author(s)
      Yuto Sato, Nobuhiro Nagai, Toshiaki Abe, Hirokazu Kaji
    • Journal Title

      Biomedical Microdevices

      Volume: 21 Pages: 60

    • DOI

      10.1007/s10544-019-0411-z

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A drug refillable device for transscleral sustained drug delivery to the retina2019

    • Author(s)
      Nagai Nobuhiro、Saijo Saaya、Song Yuanhui、Kaji Hirokazu、Abe Toshiaki
    • Journal Title

      European Journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics

      Volume: 136 Pages: 184~191

    • DOI

      10.1016/j.ejpb.2019.01.024

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] In vitro眼疾患プラットフォームの構築2019

    • Author(s)
      梶 弘和
    • Journal Title

      Denki Kagaku

      Volume: 87 Pages: 318~322

    • DOI

      10.5796/denkikagaku.19-FE0031

  • [Presentation] Drug delivery devices and organ chip devices for ophthalmologic applications2019

    • Author(s)
      Hirokazu Kaji
    • Organizer
      The 17th International Conference on Biomedical Engineering (ICBME 2019), NUS Engineering
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Drug delivery devices and organ chip devices for ophthalmologic applications2019

    • Author(s)
      Hirokazu Kaji
    • Organizer
      2019 Annual Fall Meeting of the Korean BioChip Society
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 網膜疾患を模倣する臓器チップの開発2019

    • Author(s)
      梶 弘和
    • Organizer
      CBI学会2019年大会
    • Invited
  • [Presentation] Drug and cell delivery systems for retinal diseases2019

    • Author(s)
      Hirokazu Kaji
    • Organizer
      10th International Conference on Materials for Advanced Technologies (ICMAT 2019)
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Multilayered drug delivery sheet that allows minimally invasive delivery to the eye2019

    • Author(s)
      Hirokazu Kaji, Yuto Sato, Nobuhiro Nagai, Toshiaki Abe
    • Organizer
      2019 BMES Annual Meeting
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Microfluidic co-culture model of the outer blood-retinal barrier in investigating relationship between inflammation and angiogenesis2019

    • Author(s)
      Li-Jiun Chen, Shun Ito, Bibek Raut, Nobuhiro Nagai, Toshiaki Abe, Hirokazu Kaji
    • Organizer
      2019 BMES Annual Meeting
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Multilayered drug delivery sheet that allows minimally invasive delivery to the eye2019

    • Author(s)
      Hirokazu Kaji, Yuto Sato, Nobuhiro Nagai, Toshiaki Abe
    • Organizer
      2019 Society For Biomaterials Annual Meeting & Exposition
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 生分解性ナノ薄膜による眼内細胞送達システムの開発2019

    • Author(s)
      山下一也, 小島秀仁, 永井展裕, 西澤松彦, 阿部俊明, 梶 弘和
    • Organizer
      第41回日本バイオマテリアル学会大会
  • [Presentation] 再注入可能なカプセル型薬物徐放デバイスの開発2019

    • Author(s)
      伊藤勇哉, Raut Bibek, 永井展裕, 西澤松彦, 阿部俊明, 梶 弘和
    • Organizer
      第41回日本バイオマテリアル学会大会
  • [Presentation] 体内埋め込み型細胞培養デバイスの開発2019

    • Author(s)
      小島秀仁, 永井展裕, 西澤松彦, 阿部俊明, 梶 弘和
    • Organizer
      第41回日本バイオマテリアル学会大会
  • [Presentation] 生分解性ナノ薄膜を用いる眼内細胞送達システムの開発2019

    • Author(s)
      山下一也, 小島秀仁, 永井展裕, 西澤松彦, 阿部俊明, 梶 弘和
    • Organizer
      第13回バイオ関連化学シンポジウム
  • [Presentation] 再注入可能なカプセル型DDSデバイスの開発2019

    • Author(s)
      伊藤勇哉, Raut Bibek, 永井展裕, 西澤松彦, 阿部俊明, 梶 弘和
    • Organizer
      第13回バイオ関連化学シンポジウム
  • [Presentation] 生分解性ナノ薄膜を用いる眼内細胞送達システムの開発2019

    • Author(s)
      山下一也, 小島秀仁, 永井展裕, 西澤松彦, 阿部俊明, 梶 弘和
    • Organizer
      第35回日本DDS学会学術集会
  • [Presentation] 再注入可能なカプセル型経強膜DDSデバイスの開発2019

    • Author(s)
      伊藤勇哉, 永井展裕, 西澤松彦, 阿部俊明, 梶 弘和
    • Organizer
      第35回日本DDS学会学術集会
  • [Presentation] インプラント型細胞培養デバイスの開発2019

    • Author(s)
      小島秀仁, 永井展裕, 西澤松彦, 阿部俊明, 梶 弘和
    • Organizer
      第35回日本DDS学会学術集会
  • [Presentation] インプラント型細胞培養デバイスの開発2019

    • Author(s)
      小島秀仁, 永井展裕, 西澤松彦, 阿部俊明, 梶 弘和
    • Organizer
      化学とマイクロ・ナノシステム学会第39回研究会
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 3次元培養モデル2019

    • Inventor(s)
      梶 弘和, 伊藤 竣, チェン リ ジウン
    • Industrial Property Rights Holder
      梶 弘和, 伊藤 竣, チェン リ ジウン
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      特願2019-096153

URL: 

Published: 2021-01-27  

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