2019 Fiscal Year Annual Research Report
ヒトiPS細胞由来トロフォブラストを用いたヒト胎盤バリアチップの開発
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18K12071
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| Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
黒澤 修 国立研究開発法人理化学研究所, 科技ハブ産連本部, 副チームリーダー (70510428)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
李 卓思 国立研究開発法人理化学研究所, 科技ハブ産連本部, 研究員 (60799740)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | ヒトiPS細胞 / 栄養膜細胞 / 胎盤バリア / マイクロ流体デバイス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ヒトiPS細胞から分化誘導した栄養膜細胞を用いて、より生体の環境に近いヒト胎盤チップを開発する為、胎盤を構成する合胞体および絨毛外に分化可能な栄養膜幹細胞の樹立と胎盤チップの機能評価を可能にするチップデバイスを開発した。
まず、マイクロメッシュ培養を用いてヒトiPS細胞から分化誘導した栄養膜細胞から栄養膜幹細胞を樹立した（Stem Cell Research & Therapy Vol.10）。さらに、樹立した栄養膜幹細胞とBeWo細胞（ヒト妊娠性絨毛癌由来）とヒト胎盤細胞由来栄養膜幹細胞の各細胞の機能および遺伝子発現をmRNAマイクロアレイ解析等で比較した。その結果、本研究で樹立した栄養膜幹細胞は、BeWo細胞よりも生体由来細胞に近い性質を持つことが明らかとなった（Biochem Biophys Res Commun, 印刷中）。
次に、マイクロメッシュとマイクロ流体デバイスを組み合わせた、細胞・組織・臓器（オルガノイド等）の機能を効率的・効果的に評価するチップデバイスを開発した（Biomedical Microdevices. Vol.21）。さらに、栄養膜幹細胞と血管内皮細胞の積層化など、種類の異なる細胞を積層した三次元培養を可能にするマイクロメッシュ培養デバイスの開発を行った（Tissue Eng Part C, 印刷中）。
最後に、ヒト血管内皮細胞（HUVEC）・ヒト線維芽細胞（Tig-1-20）・ヒトiPS細胞由来栄養膜幹細胞の三層構造を有する胎盤チップを作製し、薬物透過試験で使用される親水性/疎水性を示す代表的な薬物を選択し、胎盤関門形成を確認する実験を行った。結果は、ex vivo胎盤モデルで得られた結果と同等であった。
以上より、母胎間の物質移動に関する研究に使用可能な、ヒト胎盤を模倣した胎盤チップを開発できたといえる。
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