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2022 Fiscal Year Research-status Report

Preparation of organoids with human placental structure and construction of placental barrier ability evaluation system

Research Project

Project/Area Number 22K18936
Research InstitutionTokyo Medical and Dental University

Principal Investigator

梶 弘和  東京医科歯科大学, 生体材料工学研究所, 教授 (70431525)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 堀 武志  東京医科歯科大学, 生体材料工学研究所, 助教 (30808829)
Project Period (FY) 2022-06-30 – 2024-03-31
Keywords生体模倣システム
Outline of Annual Research Achievements

本年度は、主に絨毛構造を有する胎盤オルガノイドの作製条件の検討を行った。
胎盤の絨毛表面は、多数の栄養膜細胞が融合した合胞体性栄養膜細胞(ST細胞)の層から成る。このST細胞層が異物に対するバリアの役割を果たしているが、従来のマトリゲルを用いた包埋培養では、絨毛様構造を有するオルガノイドが形成されないことがわかっている。そこで、アガロースマイクロウェルアレイを用いてヒト胎盤由来の栄養膜幹細胞(TS細胞)を培養し、種々の培地因子の検討を行った。3Dプリンタでモールドを作製し、これにアガロース溶液を流し込みゲル化させることで、アガロースマイクロウェルアレイを作製した。個々のマイクロウェルに200~400個のTS細胞を播種し、ST細胞への分化培地を用いて培養した。培養中に、胎盤分化誘導因子(BMP4)、成長因子(bFGF)、p38阻害剤(SB202190)等を調整することで、直径300マイクロメートル程度の均一なオルガノイドを作製することができた。免疫染色から、このオルガノイドの表面にはST細胞層が形成されており、内部には未分化のTS細胞が存在していることがわかった。さらに、オルガノイドの切片観察、SEM観察からオルガノイド表面に絨毛様構造が形成されていることを確認した。今後、胞状奇胎由来の疾患TS細胞を用いて、疾患胎盤オルガノイドを作製し、組織構造の変化の有無や程度を精査する予定である。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

当初の計画通り研究が進行しているため。

Strategy for Future Research Activity

大幅な研究計画の変更は考えておらず、当初の計画に沿って研究を遂行する。

Causes of Carryover

いくつかの学会がオンライン開催になり、旅費の支出が減ったため。次年度の旅費と消耗品に支出予定である。

  • Research Products

    (20 results)

All 2023 2022

All Journal Article (6 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Peer Reviewed: 6 results,  Open Access: 5 results) Presentation (14 results) (of which Int'l Joint Research: 9 results,  Invited: 4 results)

  • [Journal Article] A comparative study between a transscleral sustained-release device and eyedrops on intraocular distribution of carteolol hydrochloride2023

    • Author(s)
      Hashikawa Yoshiko、Kato Yuki、Kaji Hirokazu、Abe Toshiaki、Nagai Nobuhiro
    • Journal Title

      Heliyon

      Volume: 9 Pages: e14392~e14392

    • DOI

      10.1016/j.heliyon.2023.e14392

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Latest developments in engineered skeletal muscle tissues for drug discovery and development2023

    • Author(s)
      Ostrovidov Serge、Ramalingam Murugan、Bae Hojae、Orive Gorka、Fujie Toshinori、Shi Xuetao、Kaji Hirokazu
    • Journal Title

      Expert Opinion on Drug Discovery

      Volume: 18 Pages: 47~63

    • DOI

      10.1080/17460441.2023.2160438

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Release of ranibizumab using a porous poly(dimethylsiloxane) capsule suppressed laser-induced choroidal neovascularization via the transscleral route2023

    • Author(s)
      Nagai Nobuhiro、Daigaku Reiko、Motoyama Remi、Kaji Hirokazu、Abe Toshiaki
    • Journal Title

      Journal of Materials Science: Materials in Medicine

      Volume: 34 Pages: 5

    • DOI

      10.1007/s10856-022-06705-z

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] The microRNA cluster C19MC confers differentiation potential into trophoblast lineages upon human pluripotent stem cells2022

    • Author(s)
      Kobayashi Norio、Okae Hiroaki、Hiura Hitoshi、Kubota Naoto、Kobayashi Eri H.、Shibata Shun、Oike Akira、Hori Takeshi、Kikutake Chie、Hamada Hirotaka、Kaji Hirokazu、Suyama Mikita、Bortolin-Cavaill? Marie-Line、Cavaill? J?r?me、Arima Takahiro
    • Journal Title

      Nature Communications

      Volume: 13 Pages: 3071

    • DOI

      10.1038/s41467-022-30775-w

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Recent trends of biomaterials and biosensors for organ-on-chip platforms2022

    • Author(s)
      Goncalves Ines M.、Rodrigues Raquel O.、Moita Ana S.、Hori Takeshi、Kaji Hirokazu、Lima Rui A.、Minas Graca
    • Journal Title

      Bioprinting

      Volume: 26 Pages: e00202~e00202

    • DOI

      10.1016/j.bprint.2022.e00202

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Organ-on-a-Chip Platforms for Drug Screening and Delivery in Tumor Cells: A Systematic Review2022

    • Author(s)
      Goncalves Ines M.、Carvalho Violeta、Rodrigues Raquel O.、Pinho Diana、Teixeira Senhorinha F. C. F.、Moita Ana、Hori Takeshi、Kaji Hirokazu、Lima Rui、Minas Graca
    • Journal Title

      Cancers

      Volume: 14 Pages: 935~935

    • DOI

      10.3390/cancers14040935

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Analysis of a simple method to change the wettability of the PDMS surface for biomicrofluidic applications2023

    • Author(s)
      Ines Goncalves, Diana Pinho, Andrea Zille, Hirokazu Kaji, Graca Minas, Rui Lima, Patricia Sousa, Ana Moita
    • Organizer
      16th International Conference on Biomedical Electronics and Devices
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ヒト胎盤模倣システムの開発2022

    • Author(s)
      梶 弘和
    • Organizer
      化学とマイクロ・ナノシステム学会第46回研究会
    • Invited
  • [Presentation] ヒト胎盤モデルの開発2022

    • Author(s)
      梶 弘和
    • Organizer
      日本薬物動態学会第37回年会
    • Invited
  • [Presentation] Minimally invasive drug and cell delivery systems targeting the posterior segment of the eye2022

    • Author(s)
      Hirokazu Kaji
    • Organizer
      The 2nd International Symposium on Design & Engineering by Joint Inverse Innovation for Materials Architecture (DEJI2MA)
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Drug and cell delivery systems targeting the posterior segment of the eye2022

    • Author(s)
      Hirokazu Kaji
    • Organizer
      The 17th International Workshop on Biomaterials in Interface Science
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Microphysiological systems and 3D cell cultures for accelerating human placenta research2022

    • Author(s)
      Takeshi Hori, Hiroaki Okae, Takahiro Arima, Yuji Nashimoto, Hirokazu Kaji
    • Organizer
      The 7th International Symposium on Biomedical Engineering (ISBE2022)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Activation of the miRNA cluster C19MC confers differentiation potential into trophoblast lineages upon human pluripotent stem cells2022

    • Author(s)
      Norio Kobayashi, Hiroaki Okae, Hirokazu Kaji, Mikita Suyama, Takahiro Arima
    • Organizer
      IHEC2022
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Generation of human placental organoids to study the effects of oral dysbiosis on the placental development2022

    • Author(s)
      Takeshi Hori, Sayaka Katagiri, Hiroaki Okae, Takahiro Arima, Yuji Nashimoto, Hirokazu Kaji
    • Organizer
      The 17th International Workshop on Biomaterials in Interface Science
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Engineering and analyzing organ microenvironment with a perfusable vascular network and its application in oral pathology2022

    • Author(s)
      Yuji Nashimoto, Takeshi Hori, Kosuke Ino, Hitoshi Shiku, Sayaka Katagiri, Hirokazu Kaji
    • Organizer
      The 17th International Workshop on Biomaterials in Interface Science
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] A simple method to modify the PDMS surface wettability for biomicrofluidic applications2022

    • Author(s)
      Ines Maia Goncalves, Hirokazu Kaji, Andrea Zille, Graca Minas, Rui Lima, Patricia Sousa, Ana Moita
    • Organizer
      20th International Symposium on Applications of Laser and Imaging Techniques to Fluid Mechanics
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Trophoblast organoids to study xenobiotic transport2022

    • Author(s)
      Takeshi Hori, Hiroaki Okae, Norio Kobayashi, Takahiro Arima, Hirokazu Kaji
    • Organizer
      9th World Congress of Biomechanics
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 血管網デバイスを用いた内皮間葉移行および口腔癌の転移メカニズムの理解2022

    • Author(s)
      土屋香碧, 梨本裕司, 堀 武志, 吉田昭太郎, 高橋和樹, 渡部徹郎, 梶 弘和
    • Organizer
      化学とマイクロ・ナノシステム学会第46回研究会
  • [Presentation] マイクロメッシュシートを利用した三次元細胞培養法の開発2022

    • Author(s)
      安藤 萌, 堀 武志, 山本 茜, 北野 勇, 石原甲平, 水田太郎, 長濱宏治, 吉田昭太郎, 梨本裕司, 梶 弘和
    • Organizer
      化学とマイクロ・ナノシステム学会第46回研究会
  • [Presentation] ヒト栄養膜細胞の浸潤を再現した胎盤チップモデル2022

    • Author(s)
      堀 武志, 天野倉大成, 岡江寛明, 小林記緒, 有馬隆博, 梶 弘和
    • Organizer
      化学とマイクロ・ナノシステム学会 第45回研究会

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Published: 2023-12-25  

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