2009 Fiscal Year Annual Research Report
再生バイオ人工肝臓におけるマイクロナノ物質移動の構築
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20246041
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| Research Institution | Keio University |
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Principal Investigator |
谷下 一夫 Keio University, 理工学部, 教授 (10101776)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
池田 満里子 慶應義塾大学, 理工学部, 名誉教授 (00051368)
須藤 亮 慶應義塾大学, 理工学部, 専任講師 (20407141)
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| Keywords | バイオ人工肝臓 / 幹細胞 / 物質移動 / 胆管 / 毛細血管 / 力学的刺激 / 共培養 / 3次元組織構築 |
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| Research Abstract |
バイオ人工肝臓の実現には、分子・細胞レベルにおけるマイクロナノ物質移動現象を明らかにして、それらを工学的に統合したマクロな性能評価と改善が必須となる。同時に肝細胞の酸素消費が大きいため、肝細胞への酸素供給も必要である。そこで、本研究では、小型肝細胞を中心に再構築されたバイオ人工肝臓において、有用物質と不要物質の輸送、酸素供給プロセスを明らかにし、最終的に生体内移植のための再生肝臓と体外使用の人工肝臓の実現を目指す。バイオ人工肝臓の物質移動の評価・改善には、発生生物学(組織再構築)、分子生物学(有用物質の細胞内産生)と移動現象論(細胞外における拡散対流による輸送)が連携して、バイオトランスポートの新しい工学コンセプトの創生が必要である。21年度では、コラーゲンゲルや生体吸収性膜を使用した多重積層化の実験を行い、肝細胞と内皮細胞との共培養系に星細胞が重要な役割を演じている事が明らかになった。毛細血管ネットワーク形成に関しては、剪断応力(定常、拍動)の刺激が血管形成に明確な影響を与え、特に葉状加速の形成が3次元ネットワーク形成を誘導しているプロセスが明らかになった。胆管ネットワーク形成に関しては、小型肝細胞との相互作用を明らかにする共培養実験を行い、融合の条件が明らかになってきた。特に、胆管形成は、コラーゲンゲルの機械的性質によっても大きく変化し、力学的な環境が胆管形成を制御するメカニズムの側面が明らかになった。
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