Establishment of brain tissue with vascular network using particleized hydrogel.

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K20656
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 90110:Biomedical engineering-related
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: Tanikawa Satoshi 北海道大学, 医学研究院, 客員研究員 (00823353)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 神経再生 / 再生医療 / 組織工学 / 神経組織工学

Outline of Final Research Achievements

This study is to develop a new therapeutic approach using hydrogel for brain defect lesions. We found that the surface potential of hydrogel, which is suitable for neurons, is neutral, consisting of a 1:1 ratio of positive and negative charges. The porous hydrogels with this surface potential can be used for 3D neuronal culture in vitro, and when implanted in the mouse brain, induces infiltration of nerve and glial cells from the host brain, and furthermore, when immersed in VEGF, enables blood vessel formation. When neural stem cells were externally injected into the implanted hydrogel, survival of many cells was confirmed, and a two-phase brain regeneration technique combining hydrogel transplantation and cell transplantation was developed.

Free Research Field

神経再生

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

脳は大事な臓器ですが、再生能力が低いため一度損傷すると元には戻りません。外傷、脳梗塞などにより毎年たくさんの方が亡くなり、また重篤な後遺症を生じます。脳再生は未だ医療応用されうる方法がないのが現状です。今回我々は新たに開発した両電性の多孔質ハイドロゲルと神経幹細胞を用いて脳の組織損傷後に生じる空洞病変の再生を試みました。この多孔質ゲルを埋め込むことで周囲から神経グリア細胞が侵入し、血管網も形成されることが判明し、さらに移植した神経幹細胞はゲルの内部で定着することがわかりました。本研究では脳再生に対する基質の開発、そして移植方法の改良により、脳再生の実現化への新たな一歩を提案します。