2018 Fiscal Year Research-status Report
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18K04856
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| Research Institution | Osaka Institute of Technology |
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Principal Investigator |
長森 英二 大阪工業大学, 工学部, 准教授 (70394898)
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2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 複雑組織工学 / 骨格筋細胞 / 棲み分け現象 / 神経細胞 / 内皮細胞 / 積層細胞シート / 活性張力 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
単一の細胞種を用いた再生医療・細胞治療が実現しつつある。この動きに伴って、安全・安心して使用できる細胞を、必要な数だけ、必要な時に、医療機関に届けるための製造技術が求められ、産学を問わず活発に開発される状況となった。本研究では、複数種の細胞からなり複雑構造を有する組織（例：血管を持つ臓器組織など）を用いる次世代再生医療に焦点を当てる。これを実現に導くには，複雑構造を有する組織・器官の製造を，ロバストさを兼ね揃えたプロセスによって成し遂げることが必須となる．
本研究では前科研費基盤研究C（15K06580）に引き続き，遊走や接着といった各細胞の自律的な挙動に基づく自己組織化現象を視て理解し，支配的な変数（パラメーター）を推定すると共に，その変数の制御を通して細胞の動的挙動を操り，目的とする構造を設計する自己組織化現象制御技術の体系化を目指している．具体的に本研究は，「A.組織内の動的細胞挙動を時空間的な解像度で捉えるための観る技術の開発」，「B.細胞挙動の理解」，「C．細胞挙動の操作」の３項目から成り，今回の申請では，前科研費で開発したAの技術を活かし，BおよびCに取り組んでいる。具体的には、骨格筋筋芽細胞組織（積層細胞シート）内における異種細胞として神経細胞と血管内皮細胞が自律的に棲み分ける現象を観察している。今後はこれら異種細胞を機能的な形状と位置で組織内に保持することが出来る組織形成培養プロセスを化学的刺激と物理的操作を用いて実現していく。
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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
初年度は、マウス由来骨格筋筋芽細胞組織（積層細胞シート）内における棲み分け現象を共焦点レーザー顕微鏡にて観察する対象細胞として、マウス由来の血管内皮細胞と神経細胞をそれぞれ細胞バンクから入手し、培養を開始した。平面培養にて、抗体を用いた蛍光免疫染色を実施し、最終的な局在（三次元組織内における位置）や形状を観察できる体制が整った。
これまで明らかにしてきた単一細胞状態（未分化）である骨格筋筋芽細胞組織の流動性だけでなく、分化誘導した筋管細胞を含む組織の流動性を観察することに取り組んでいる。未分化、分化のそれぞれの状態における異種細胞の棲み分け現象を理解すると共に、化学的刺激あるいは物理的操作によって異種細胞を良好な形状で組織内に滞留させる技術へとつなげていくための基盤が本年度に整えられた。
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| Strategy for Future Research Activity |
計画は順調に推移しており、今年度以降も研究計画に沿って進める。
血管や神経を有する複雑組織を作り上げる本研究だけでなく、組織・臓器という超高密度な細胞培養を酸素を枯渇させることなく可能とするための要素技術（酸素運搬体の活用等）や、形成した組織・臓器を生体内環境模倣条件で機能的に培養する技術（骨格筋の筋トレ効果を得るためのパルス電気刺激等）、機能的な面から評価する技術（骨格筋の活性張力定量化技術等）についても並行して取り組んで来ており、本研究はその一環である。
異分野にて活躍する骨格筋研究者を分野横断的に繋ぎ、骨格筋機能を使いこなし健康増進社会（寝たきり防止等）や持続可能型社会（培養食肉や筋アクチュエーター等）を実現に導く産学連携コンソーシアムも主宰しており、本研究で得られる成果を社会発信していく。
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| Causes of Carryover |
物品費として1円が余剰金となったため、次年度に繰り越した。
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