2021 Fiscal Year Annual Research Report
In vitro venous valve formation by extracting and reconstructing the mechanical cues involved in the valve development
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19H04440
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
三浦 重徳 東京大学, 生産技術研究所, 特任講師 (70511244)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
尾上 弘晃 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 教授 (30548681)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 静脈弁 / ３次元血管網 / 流体シェアストレス / 伸展刺激 / 力学刺激 / Prox1 / MEMS / マイクロ流体デバイス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は、これまでに構築した次の2つの血管モデル、i)人工分岐血管網モデル、ii)自己組織化血管網モデルに対して伸展刺激を印加し、解析を行った。モデルi)は、分岐人工血管内に再現よく特定の力学場を構築可能で、静脈弁マーカーの発現と力学場との関連性を検証するのに有用である。モデルii)は、生体模倣性の高い血管網内に複雑な力学場を構築できるといった特徴がある。伏在静脈血管内皮細胞（HSaVEC）を用いて作製したモデルi)の伸展培養においては、伸展と灌流培養とを組み合わせることにより、血流に類似した脈動流を発生させることができた。このような培養条件においては、分岐部においてCD31の発現が亢進しており、分岐部と直線部で不均一な遺伝子発現パターンを再現することに成功した。本モデルでは伸展/灌流培養により一部の静脈弁マーカーや血管マーカーの発現変化を確認できたが、静脈弁の形態誘導は認められなかった。次にモデルii)に対して伸展刺激を負荷するために、伸展チャンバーと血管網形成デバイスを結合させた伸展培養システムを構築した。現状、モデルii)においても一部の静脈弁マーカーの発現上昇が認められたが、分岐部などに静脈弁と思われる形態形成は確認できず、伸展/灌流条件のさらなる検討が必要であると考えられた。また、モデルii)ではRNAを回収する際、血管内皮細胞だけでなく共培養している線維芽細胞のRNAが混入してしまう問題があり、改善策が必要であった。さらに今年度は，伸展チャンバーを用いてHSaVECの伸展培養を行い、RNA-seq解析により変動遺伝子群を抽出することができた。本研究を通じて、静脈弁誘導のための基盤となる培養デバイスの確立および静脈弁形成遺伝子と力学刺激の関連性について基礎的な知見を得ることができ、今後の方向性を見出すことができた。
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| Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Journal Article] Microfluidic system for applying shear flow to endothelial cells on culture insert with collagen vitrigel membrane.2021
Author(s)
Morimoto, Y., Nagata, S., Matsumoto, M., Sugawara, K., Miura, S., and Takeuchi
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Journal Title
Sensors and Actuators: B. Chemical
Volume: 348
Pages: 130675
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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