2020 Fiscal Year Research-status Report

複数の三次元臓器モデルを接続・灌流するためのプラットフォームの構築

Research Project

Project/Area Number	18K14102
Research Institution	National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
Principal Investigator	森宣仁国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 研究員 (70806215)
Project Period (FY)	2018-04-01 – 2022-03-31
Keywords	organs-on-chip / 肝臓 / 灌流 / 血管
Outline of Annual Research Achievements	2020年度は、昨年度から引き続き臓器モデルとして血管付き肝臓モデルの構築及び評価に注力した。肝臓モデルについては、ハイドロゲル包埋法やスフェロイド法などで構築された三次元肝組織でアルブミンやシトクロムP450といった肝機能が高く発現することが報告されている。しかしながら、このように高い機能を有する三次元肝組織においても、in vivoと比べればその機能は依然低い。この一因として考えられるのは、これまでに考案された三次元肝組織に洞様毛細血管（類洞）が存在しないことである。そこで、２０１８、19年度は培養デバイスを用いて三次元肝組織に送液ポンプを接続し、培養液を灌流することで、肝組織中の血管内皮細胞の自己組織化により毛細血管を形成する戦略をとった。この結果、生体の類洞に類似した構造を形成し、また肝機能を評価することに成功した。2020年度は2次元培養との遺伝子発現の比較を行った。RNA-seqを用いた遺伝子発現解析の結果、本研究の手法によって3次元化することで多くの薬剤代謝関連遺伝子（Phase I～III、及びnuclear receptor）の発現が向上することが分かった。ただし、一部の遺伝子では発現が低下したため、薬剤代謝試験の際には留意する必要がある。創薬においては未だ2次元培養がスタンダードであるため、この実験で得られた比較情報は、将来的に肝臓モデルを使用するユーザに資すると期待する。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 3: Progress in research has been slightly delayed. Reason 肝臓モデルの評価が進展しており、大きな遅延はない。ただし社会情勢の影響で、一部の評価について遅延が発生しており、次年度に研究期間を延長して完遂する予定である。
Strategy for Future Research Activity	肝臓モデルについてプロテオーム解析を行い、タンパク質の発現情報を整備する。
Causes of Carryover	コロナウイルスによる社会情勢が影響し、一部の研究が遅延したため、次年度に当該遅延項目の実施と論文化を行う。