Study on a new evaluation method of food toxicity and safety at cellular level using Organ-on-a-chip

2020 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 19K05940
• Research Institution: 一般社団法人日本薬理評価機構
• Principal Investigator: 岡本 摩耶 一般社団法人日本薬理評価機構, 健康医科学センター, センター長 (10444209)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 犬塚 隆志 一般社団法人日本薬理評価機構, 研究統括, 研究統括 (10744675)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 毒性・安全性評価 / Organ-on-a-chip / 食品

Outline of Annual Research Achievements

本研究は、ヒトの生体機能を模倣してデザインしたOrgan-on-a-chip（以下、チップ）を用いて生体反応をモデル化し、食品の毒性・安全性の評価系を構築することを目的とするものである。これにより、食品由来の毒物やアレルゲン等に加え、生産過程で添加物として使用する新しい化学物質の承認申請時に企業等が行う動物実験による安全性確認のデータの補完的役割として、ヒトのチップによるデータの利用可能性を判断し、科学的根拠に基づく食品安全行政に資する評価法の構築を目指す。また、構築した評価手法により取得したデータについては、臨床データと比較し、教師データとなり得るかを判断した上でデータベース化を行い、評価手法の普及促進を行う。
本研究では、これまで医薬品の薬理評価試験に用いてきたオリジナルのチップを食品レベルの評価に対応し得るようデザイン変更することにより、ヒトの生体内で食品や食品中の添加物、栄養補助食品等がどのように吸収され代謝されるか、特定の臓器にどのような影響を及ぼしうるかについて評価できる新たな毒性・安全性評価手法を構築する（肝臓、心臓、腸を想定）。
2020年度は、2019年度に実施したプロトタイピングの準備を基にプロトタイピング業者との打ち合わせを実施した。コロナ禍におけるプロトタイピングが困難な状況ではあるものの、ウェブによるミーティングを重ね実際のデザインへの落とし込みや必要となる検証項目の洗い出し等の議論を実施した。また、検証の幅を広げるための知見やデータの収集を実施した。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

コロナ禍において、実施側・プロトタイピング業者側の対応の双方に遅れが生じている。

Strategy for Future Research Activity

2021年度は、コロナ禍での対応の様子を見ながら、上半期を目処にチップのプロトタイピングを完了し、下半期はそれを用いて食品の毒性・安全性評価系を構築する。チップによる毒性・安全性評価法構築のターゲット物質として特定の化学物質を設定し、それに対応するよう培養条件の調整や毒性・安全性試験方法の最適化とデザインの補正を行い、年度末を目途に評価系構築作業と測定データの回収を完了する。また、回収データと既知の臨床データとの比較検討を実施し、チップを用いた評価系としての教師データとなり得るかを判断した上でデータベース化を行い評価手法の普及促進を行う。成果は、期間を通じて随時関連学会等で発表を行うとともに論文投稿を行う。

Causes of Carryover

・コロナ禍において、研究者側とプロトタイピングを実施する業者の対応の双方に遅れが出ている。
・コロナ禍により、当初年度末に予定していた学会の延期や対面打合せの一部中止等が発生している。
・2021年度でプロトタイピングが完了すること、また延期された学会が現時点では１年遅れで開催予定であることから、計画通りに使用の予定である。