2019 Fiscal Year Annual Research Report
Development of pressure driven liver-on-a-chip: In vitro long-term perfusion culture of three-dimensional liver tissue
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17K19018
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
杉浦 慎治 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 上級主任研究員 (10399496)
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| Project Period (FY) |
2017-06-30 – 2020-03-31
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| Keywords | 組織工学 / 細胞 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
近年、Microphysiological systems (MPS)は、in vitroでヒト由来細胞を使用した生理学的応答を提供するための創薬の次世代研究ツールとして注目されている。肝臓は薬物代謝の主要な臓器であり、3次元肝組織の灌流培養を行うLiver-on-a-chip（LOC）による長期臓器機能の維持が期待されている。しかしながら、3次元肝組織の灌流培養に関する報告は限られている。申請者はこれまでに圧力駆動型の循環培養を可能とするPressure-driven MPS (PD-MPS)による多臓器連結培養について報告しており、これを応用した圧力駆動型3次元組織循環型のデバイスについても報告している。今年度は、圧力駆動型3次元組織循環培養デバイスを用いてHepG2細胞の循環培養を行った。セルカルチャーディッシュにおける2次元培養(2D)および3次元静置培養(3DS)ではHepG2が一面に均一な厚みで増殖しているのに対し、3次元灌流培養(3DP)では切断面毎に組織の厚みが異なり、所々で凝集塊状に増殖している様子が観察された。また、3DPでは膜インサートの裏側でも一部細胞が増殖している様子が見られた。3次元灌流培養(3DP)では、 3次元静置培養（3DS)と比較してアルブミンの生産性が向上した。一方、同数の細胞を35mm dishにて静置培養した場合（2D）と比較すると、培養面積としては2桁程度狭い面積にもかかわらず培養20日目において7割程度のアルブミン生産量を実現した。尿素合成に関しては、培養後期では灌流培養（3DP)および静置培養（3DS）において、 35mm dishにおける静置培養と同等の尿素生産量を実現した。
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