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2020 Fiscal Year Annual Research Report

凍結細胞の運命:バイオインフォマティクスに基づく医療用細胞の品質評価技術の構築

Research Project

Project/Area Number 18H03556
Research InstitutionNational Center for Child Health and Development

Principal Investigator

宮本 義孝  国立研究開発法人国立成育医療研究センター, 細胞医療研究部, 研究員 (20425705)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 河野 菜摘子  明治大学, 農学部, 専任准教授 (00451691)
中林 一彦  国立研究開発法人国立成育医療研究センター, 周産期病態研究部, 室長 (10415557)
池内 真志  東京大学, 大学院情報理工学系研究科, 講師 (90377820)
Project Period (FY) 2018-04-01 – 2021-03-31
Keywords凍結細胞 / バイオインフォマティクス / 品質評価 / 医療技術 / 再生・細胞医療
Outline of Annual Research Achievements

【研究目的】本研究では、凍結・解凍後の細胞・組織の状態、品質評価技術を提案することを目的として、最終的には、医療用細胞の品質の向上を目指す。具体的な研究課題として、①長期凍結保存した細胞の品質評価(組織由来幹細胞など)、②凍結保存した細胞・組織構築物の品質評価、③凍結保存した組織・臓器の品質評価、④医療用細胞の品質評価技術の構築を基本方策として検討した。
【研究成果】3年目における各々の研究課題に対する主な成果をまとめた。
① 9年以上前に凍結保存したヒト脂肪組織由来幹細胞(ASCs)のメタボロミクスによる代謝物質の網羅的解析、エピジェネティックス(DNAメチル化)の網羅的解析を実施し、候補物質の探索からDNAマイクロアレイによる幹細胞機能を確認することができた。② 一定期間液体窒素下で保管した均一なヒト脂肪様組織構築物を解凍し、非侵襲的測定により、構築物内部の品質が評価できた(池内、宮本)。③ ガラス化凍結法により凍結した卵巣からメタボロミクスによる代謝物質の網羅的解析を実施し、候補物質を探索できた(河野、中林、宮本)。④ 高密度培養デバイスの開発から機械学習を用いた細胞・組織構築物の形態情報から品質予測とその向上に成功した(池内)
以上より、本研究では、有効な細胞・組織の品質評価技術が構築でき、医療用細胞の品質予測により、その品質を向上させることに成功した。
実験動物を用いる研究については、各大学・研究施設の動物実験指針に準拠して研究を実施した。ヒト細胞・組織を用いる研究については、機関の外部委員を含めた倫理審査委員会において生命倫理、安全管理を厳重に審査する。倫理委員会の承認かつ実施施設の長の許可を得て、全ての研究を遂行した。

Research Progress Status

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (33 results)

All 2021 2020

All Journal Article (13 results) (of which Peer Reviewed: 13 results,  Open Access: 9 results) Presentation (20 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results)

  • [Journal Article] Formation of Agarose-supported Liposomes by Polymer-assisted Method toward Biosensor2021

    • Author(s)
      Peng Zugui、Wada Kentaro、Shimba Kenta、Miyamoto Yoshitaka、Yagi Tohru
    • Journal Title

      IEEJ Transactions on Electronics, Information and Systems

      Volume: 141 Pages: 646~653

    • DOI

      10.1541/ieejeiss.141.646

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Functional Analysis of Liposomes Containing Single-Walled Carbon Nanotubes (SWNTs) by Fluorescence Microscopy2021

    • Author(s)
      Kanno Shoichiro、Peng Zugui、Shimba Kenta、Miyamoto Yoshitaka、Yagi Tohru
    • Journal Title

      IEEJ Transactions on Electronics, Information and Systems

      Volume: 141 Pages: 620~626

    • DOI

      10.1541/ieejeiss.141.620

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Development of Novel ECM which has Stiffness Difference based on Hydrogel Beads2021

    • Author(s)
      Miyata Hiromu、Peng Zugui、Shimba Kenta、Miyamoto Yoshitaka、Yagi Tohru
    • Journal Title

      IEEJ Transactions on Electronics, Information and Systems

      Volume: 141 Pages: 607~613

    • DOI

      10.1541/ieejeiss.141.607

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Maintenance of mouse trophoblast stem cells in KSR-based medium allows conventional 3D culture2021

    • Author(s)
      SUN Shuai、YANO Shota、NAKANISHI Momo O、HIROSE Michiko、NAKABAYASHI Kazuhiko、HATA Kenichiro、OGURA Atsuo、TANAKA Satoshi
    • Journal Title

      Journal of Reproduction and Development

      Volume: - Pages: -

    • DOI

      10.1262/jrd.2020-119

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Deleterious fibronectin type III-related gene variants may induce a spinal extradural arachnoid cyst: an exome sequencing study of identical twin cases2021

    • Author(s)
      Hana Taijun、Ogiwara Hideki、Migita Ohsuke、Nakabayashi Kazuhiko、Hata Kenichiro、Morota Nobuhito
    • Journal Title

      Child's Nervous System

      Volume: - Pages: -

    • DOI

      10.1007/s00381-021-05137-4

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Neuronal expression of Ca 2+ oscillation initiator is linked to rapid neonatal growth in mice2020

    • Author(s)
      Woojin Kang, Kenji Yamatoya, Kenji Miyado, Mami Miyado, Yoshitaka Miyamoto
    • Journal Title

      microPublication Biology

      Volume: 2020 Pages: -

    • DOI

      10.17912/micropub.biology.000325

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Suppression of Non-Random Fertilization by MHC Class I Antigens2020

    • Author(s)
      Kamiya Junki、Kang Woojin、Yoshida Keiichi、Takagi Ryota、Kanai Seiya、Hanai Maito、Nakamura Akihiro、Yamada Mitsutoshi、Miyamoto Yoshitaka、Miyado Mami、Kuroki Yoko、Hayashi Yoshiki、Umezawa Akihiro、Kawano Natsuko、Miyado Kenji
    • Journal Title

      International Journal of Molecular Sciences

      Volume: 21 Pages: 8731~8731

    • DOI

      10.3390/ijms21228731

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Extra-mitochondrial citrate synthase initiates calcium oscillation and suppresses age-dependent sperm dysfunction2020

    • Author(s)
      Kang Woojin、Harada Yuichirou、Yamatoya Kenji、Kawano Natsuko、Kanai Seiya、Miyamoto Yoshitaka、Nakamura Akihiro、Miyado Mami、Hayashi Yoshiki、Kuroki Yoko、Saito Hidekazu、Iwao Yasuhiro、Umezawa Akihiro、Miyado Kenji
    • Journal Title

      Laboratory Investigation

      Volume: 100 Pages: 583~595

    • DOI

      10.1038/s41374-019-0353-3

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Identification of distinct loci for de novo DNA methylation by DNMT3A and DNMT3B during mammalian development2020

    • Author(s)
      Yagi Masaki、Kabata Mio、Tanaka Akito、Ukai Tomoyo、Ohta Sho、Nakabayashi Kazuhiko、Shimizu Masahito、Hata Kenichiro、Meissner Alexander、Yamamoto Takuya、Yamada Yasuhiro
    • Journal Title

      Nature Communications

      Volume: 11 Pages: -

    • DOI

      10.1038/s41467-020-16989-w

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] ZFAT binds to centromeres to control noncoding RNA transcription through the KAT2B?H4K8ac?BRD4 axis2020

    • Author(s)
      Ishikura Shuhei、Nakabayashi Kazuhiko、Nagai Masayoshi、Tsunoda Toshiyuki、Shirasawa Senji
    • Journal Title

      Nucleic Acids Research

      Volume: 48 Pages: 10848~10866

    • DOI

      10.1093/nar/gkaa815

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Gestational arsenic exposure induces site-specific DNA hypomethylation in active retrotransposon subfamilies in offspring sperm in mice2020

    • Author(s)
      Nohara Keiko、Nakabayashi Kazuhiko、Okamura Kazuyuki、Suzuki Takehiro、Suzuki Shigekatsu、Hata Kenichiro
    • Journal Title

      Epigenetics & Chromatin

      Volume: 13 Pages: -

    • DOI

      10.1186/s13072-020-00375-3

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Epitranscriptomic profiling in human placenta: N6‐methyladenosine modification at the 5′‐untranslated region is related to fetal growth and preeclampsia2020

    • Author(s)
      Taniguchi Kosuke、Kawai Tomoko、Kitawaki Jo、Tomikawa Junko、Nakabayashi Kazuhiko、Okamura Kohji、Sago Haruhiko、Hata Kenichiro
    • Journal Title

      The FASEB Journal

      Volume: 34 Pages: 494~512

    • DOI

      10.1096/fj.201900619RR

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Exploring trophoblast-specific Tead4 enhancers through chromatin conformation capture assays followed by functional screening2020

    • Author(s)
      Tomikawa Junko、Takada Shuji、Okamura Kohji、Terao Miho、Ogata-Kawata Hiroko、Akutsu Hidenori、Tanaka Satoshi、Hata Kenichiro、Nakabayashi Kazuhiko
    • Journal Title

      Nucleic Acids Research

      Volume: 48 Pages: 278~289

    • DOI

      10.1093/nar/gkz1034

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 脂肪内幹細胞塊を用いた変形性ひざ関節症臨床研究2021

    • Author(s)
      岩田久, 奥田慎平, 薮田末美, 池内真志, 出家正隆, 林衆治
    • Organizer
      日本再生医療学会総会
  • [Presentation] PDMS表面における脂質膜の自発展開2021

    • Author(s)
      彭 祖癸,榛葉 健太,宮本 義孝,八木 透
    • Organizer
      第68回応用物理学会春季学術講演会
  • [Presentation] ハイドロゲルを用いた微小電極作製に関する研究2021

    • Author(s)
      川野鉄平,彭祖癸,榛葉健太,宮本義孝,八木透
    • Organizer
      電気学会電子・情報・システム部門(C部門)マグネティックス/医用・生体工学合同研究会
  • [Presentation] ゲルを内包したジャイアントリポソームの特性に関する研究2021

    • Author(s)
      和田健太郎,彭祖癸,榛葉健太,宮本義孝,八木透
    • Organizer
      電気学会電子・情報・システム部門(C部門)マグネティックス/医用・生体工学合同研究会
  • [Presentation] Effect of Magnetic Nanoparticle Internalization on Cell Density in Skeletal Muscle Tissue2021

    • Author(s)
      Yuji Kirihara,Hiromu Miyata,Zugui Peng,Kenta Shimba,Yoshitaka Miyamoto,Kazunori Shimizu,Hiroyuki Honda,Tohru Yagi
    • Organizer
      IEEJ Transactions on Electrical and Electronic Engineering
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] DDSにおける超音波照射時間と膜透過性の関係に関する研究2021

    • Author(s)
      梶江佳乃,彭祖癸,山本遥悟,榛葉健太,宮本義孝,八木透
    • Organizer
      電気学会電子・情報・システム部門(C部門)マグネティックス/医用・生体工学合同研究会
  • [Presentation] 生体発電の実現に向けた脂質二重膜とカーボンナノチューブの電気特性に関する研究2021

    • Author(s)
      本郷光太郎,彭祖癸,榛葉健太,宮本義孝,八木透
    • Organizer
      電気学会電子・情報・システム部門(C部門)マグネティックス/医用・生体工学合同研究会
  • [Presentation] Formation of Agarose-supported Liposomes by Polymer-assisted Method toward Biosensor2021

    • Author(s)
      Zugui Peng,Kentarou Wada,Kenta Shimba,Yoshitaka Miyamoto,Tohru Yagi
    • Organizer
      IEEJ Transactions on Electrical and Electronic Engineering
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 高密度培養デバイスと3次元CNNを用いたhiPS胚様体の生産効率化2020

    • Author(s)
      須田修矢, 青山千裕, 池内真志
    • Organizer
      日本生体医工学会大会
  • [Presentation] リポビーズを利用した細胞用電極作製に関する研究2020

    • Author(s)
      川野鉄平,彭祖癸,榛葉健太,宮本義孝,八木透
    • Organizer
      日本生体医工学会関東支部若手研究者発表会2020
  • [Presentation] カーボンナノチューブのナノサイズ孔を用いた神経インタフェース用電極の開発2020

    • Author(s)
      菅野翔一朗,彭 祖癸,榛葉健太,宮本義孝,八木透
    • Organizer
      日本生体医工学会関東支部若手研究者発表会2020
  • [Presentation] ゲル内包リポソームに導入した膜タンパク質の電気計測に関する研究2020

    • Author(s)
      和田健太郎,彭祖癸,榛葉健太,宮本義孝,八木透
    • Organizer
      日本生体医工学会関東支部若手研究者発表会2020
  • [Presentation] 均一サイズを有する人工細胞の作製技術に関する研究2020

    • Author(s)
      彭 祖癸,榛葉 健太,宮本 義孝,八木 透
    • Organizer
      日本生体医工学会関東支部若手研究者発表会2020
  • [Presentation] 磁性粒子を用いた筋組織構築のためのC2C12への影響の評価2020

    • Author(s)
      桐原佑司,彭祖癸,榛葉健太,宮本義孝,八木透
    • Organizer
      日本生体医工学会関東支部若手研究者発表会2020
  • [Presentation] 細胞膜穿孔における超音波照射の最適条件に関する研究2020

    • Author(s)
      梶江佳乃,彭祖癸,山本遥悟,榛葉健太,宮本義孝,八木透
    • Organizer
      日本生体医工学会関東支部若手研究者発表会2020
  • [Presentation] 液滴ネットワークによる発電とその制御方法の開発2020

    • Author(s)
      本郷光太郎,彭祖癸,榛葉健太,宮本義孝,八木透
    • Organizer
      日本生体医工学会関東支部若手研究者発表会2020
  • [Presentation] Preparation of Size-controlled Giant Vesicles under Physiological Condition2020

    • Author(s)
      Zugui Peng,Kenta Shimba,Yoshitaka Miyamoto,Tohru Yagi
    • Organizer
      IEEE EMBC 2020
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Development of bio-interface device by carbon nanotube (CNTs)-liposomes2020

    • Author(s)
      Shoichiro Kanno,Zugui Peng,Kenta Shimba,Yoshitaka Miyamoto,Tohru Yagi
    • Organizer
      The 59th Annual Conference of Japanese Society for Medical and Biological Engineering
  • [Presentation] Size control of giant liposomes by a hydrogel-coated microarray chip2020

    • Author(s)
      Zugui Peng,Kenta Shimba,Yoshitaka Miyamoto,Tohru Yagi
    • Organizer
      The 59th Annual Conference of Japanese Society for Medical and Biological Engineering
  • [Presentation] Magnetic nanoparticle internalization on C2C12 for construction of muscle cell sheets2020

    • Author(s)
      Yuji Kirihara,Zugui Peng,Kenta Shimba,Yoshitaka Miyamoto,Kazunori Shimizu,Hiroyuki Honda,Tohru Yagi
    • Organizer
      第59回日本生体医工学会大会

URL: 

Published: 2021-12-27  

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