2021 Fiscal Year Research-status Report
血管化腎臓オルガノイドのex vivo再構成と灌流による機能の再現
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20K12602
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| Research Institution | Yokohama City University |
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Principal Investigator |
花田 三四郎 横浜市立大学, 生命ナノシステム科学研究科(八景キャンパス), 特任講師 (40516811)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 灌流システム / 腎オルガノイド / 三次元血管 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、血流や間質流を模した微小流体オンチップ灌流システムを用い、腎ネフロンオルガノイドの血管化を試みる。（１）腎オルガノイド内への血管化、（２）外部血管との連結、（３）本評価系プラットフォームを用いた薬剤の安全性評価、といった項目を段階的にクリアすることで、ex vivoで腎機能再現することを目標としている。
2021年度は、引き続き（１）について要素技術の確立に注力した。新たに用いた商用のヒト糸球体上皮細胞（細胞Ｇ）は、従来法およびメチルセルロース法（ＭＣ法）のどちらにおいてもスフェロイドの形成が実現し、至急たーマーカーであるＷＴ１陽性であった。
次に細胞Ｇおよび、ヒト近位尿細管上皮細胞（細胞Ｐ）の2種細胞で構成されたヘテロ腎スフェロイドの作製を試みた。ＭＣ法によって、細胞Ｇと細胞Ｐがブレンドされた平滑化した三次元凝集体の形成に成功した。細胞ＧをＷＴ１、細胞ＰをＬＲＰ－２によるホールマウント蛍光染色を実施し、共焦点イメージングシステムにより観察したところ、細胞Ｐが管状構造の形成することを確認した。一方、細胞ＧについてはＷＴ１陽性細胞がスフェロイド内で確認され、ネフロン構成細胞スフェロイドの実現可能性を示した。
（２）について、腎スフェロイドを導入する血管デバイスとして、三次元血管微小流体デバイスとともに、静水圧を利用してより簡便な送液を実現する簡易デバイスを作成した。ヒト臍帯静脈血管内皮細胞(HUVEC)を用いた三次元血管において、血管内の送液が確認された。スフェロイドを導入する基盤技術が整った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
（１）において、糸球体上皮細胞を用いたスフェロイド形成が実現し、必要な細胞ソースがそろった。一方、糸球体上皮細胞の構造形成及び血管細胞の導入による血管化については、さらなる条件検討が必要であり、評価にとくに時間がかかっている。
（２）の三次元血管の灌流系については基盤が整備された。
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| Strategy for Future Research Activity |
尿細管に比べて、糸球体組織の形成が不十分であるため、細胞構成比率の検討、スフェロイド内の低酸素状態を改善するスフェロイドの内部加工や気液界面培養による長期培養など、従来技術による組織形成の最適化を検討する。一方で、糸球体や血管の安定化のための間質細胞の必要性も考えられるため、細胞種を増やした多細胞スフェロイドの作製も視野に入れている。
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| Causes of Carryover |
申請者の次年度の異動が決まり、計画した実験を先送りする必要があった。
そのため、実験関連消耗品（60万円）の購入について繰り越した。
異動後の実験環境構築のための物品購入（60万円）、実験消耗品（80万円）、諸経費（20万円）の使用を計画している。
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