2019 Fiscal Year Research-status Report
バイオアッセイのためのマイクロ糸球体モデルおよびその病態モデルの開発
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18K19090
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| Research Institution | Gunma University |
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Principal Investigator |
佐藤 記一 群馬大学, 大学院理工学府, 准教授 (50321906)
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| Project Period (FY) |
2018-06-29 – 2021-03-31
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| Keywords | マイクロ流体デバイス / 臓器モデル / 腎臓 / 腎モデル / 糸球体 / バイオアッセイ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
腎臓の糸球体は血液から原尿を濾過する重要な役割を担っており，この濾過障壁はポドサイト，基底膜，糸球体内皮細胞から構成されている．本研究ではマイクロ流体デバイス上に糸球体モデルを構築し，正常な糸球体濾過及び疾患におけるその破綻のメカニズム解明と新規治療法開発への礎とすることを目的として実験を行った．
1. デバイスの作製 ポリジメチルシロキサン（PDMS）を用いて，並行する２本の流路がメンブレンフィルターを介して接している構造のデバイスを作製し，メンブレンフィルターの素材，孔径，チップ基板と膜の貼り合わせの方法などについて最適化を行った．
2. デバイス上での細胞の共培養法の確立 作製したデバイス内で健常ヒトポドサイト細胞株および健常ヒト糸球体内皮細胞株の培養を試みた．メンブレンフィルターを基底膜に見立て，その表側に内皮細胞，裏側にポドサイトを良好に培養することに成功した．培地組成，培地流速，培養温度，メンブレンフィルターの表面修飾条件など培養の最適条件を見いだした．
3. 剪断応力を印加した培養の方の確立 各流路の培地流速を検討することにより、細胞に剪断応力を印加した状態での培養方法の最適化を試みた．
4. マイクロ糸球体モデルを用いた透過性試験法の確立 低分子化合物および血清アルブミンなどの高分子化合物を血管側流路に添加し，原尿側流路に漏出してきた量をはかることにより透過率を算出する手法を確立した．
5. 液性因子による腎疾患モデルの開発 糸球体の透過性を亢進させることが知られている液性因子であるPANやLPSを糸球体モデルの血管側流路に添加し，その影響を調べた．その結果，細胞形状が変化することを確認し，またタンパク質透過性の亢進を定量的に評価することに成功した．これにより，腎疾患モデルの構築に成功したと結論した．
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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
糸球体正常モデルおよび透過性試験方法を確立することに加え，病態モデルについても系を構築しつつあり，おおむね予定通りに進展していると考えられる．
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでの研究により、マイクロデバイス内に充填したハイドロゲル中で糸球体内皮細胞と糸球体上皮細胞の共培養を実現し、マイクロ糸球体モデルの構築に成功しつつある。今後はそのモデル構築の再現性を確認することが必要であり、そのための実験を行う。
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| Causes of Carryover |
正常糸球体モデルとその病態モデル作製の再現性の確認とそれに関する実験を追加して行う必要があるため、その実験のための消耗品代として使用する計画である.
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