2023 Fiscal Year Research-status Report

ゼラチン-アルギン酸混合ゲルを用いた脳オルガノイドへの新規血管網構築法の開発

Research Project

Project/Area Number	23K04512
Research Institution	Osaka Metropolitan University
Principal Investigator	森英樹大阪公立大学, 大学院理学研究科, 准教授 (30450894)
Project Period (FY)	2023-04-01 – 2026-03-31
Keywords	アルギン酸カルシウムゲル / ゼラチン / 大脳オルガノイド / 血管内皮細胞
Outline of Annual Research Achievements	脳オルガノイドは脳と同じような組織構造をもつ細胞塊で、中枢神経発生機構の解析のための強力なツールになっているが、現状では生体外で生体組織のような十分な血管網をもつ脳オルガノイドを作製することは難しい。本研究は、独自に開発したゼラチン-アルギン酸カルシウム混合ゲルを用いた血管内皮細胞の転写およびフィルムを用いた組織工学的手法より、大脳オルガノイド内部への血管構造の導入を試みるものである。初年度は、ゼラチン-アルギン酸カルシウム混合ゲルを用いて、血管内皮細胞を細胞外基質成分を含んだゲルや細胞集塊に転写する技術と大脳オルガノイドの培養法を検討した。3Dプリンターで作製した鋳型にゼラチン-アルギン酸混合溶液を流し込み、成型した。さらに、オートクレーブ滅菌後、ゲル上に血管内皮細胞を播種し、接着培養することができた。また、ゲルなどに細胞を転写できることも確認した。さらに、ヒトiPS細胞から、胚様体を形成した後、大脳オルガノイド誘導培地下で2ヵ月間程度培養し、直径3ミリメートル程度の大脳オルガノイドとみられる細胞集塊を誘導できた。細胞集塊の凍結切片を作製し、免疫染色法により大脳オルガノイドに見られるVZ、SVZ、CPにかけての層構造を確認した。研究の過程で得られた一部の成果を国内の学会で発表したほか、研究で用いているゼラチン-アルギン酸カルシウム混合ゲルに関する論文を学術雑誌に投稿中である。大脳オルガノイド等の細胞集塊への転写条件について最適な条件を検討中である。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 血管内皮細胞の種類や材料によって接着挙動に違いがあるため、条件の調整が必要であるが、血管内皮細胞の転写条件の検討に関しては概ね順調に進んでいる。
Strategy for Future Research Activity	研究計画に大きな変更はない。血管形成細胞を大脳オルガノイド等の細胞集塊表面に転写できる詳細な条件を検討していくとともに、ケラチンフィルムを用いた細胞集塊の培養法についても検討する予定である。
Causes of Carryover	研究協力者である学生の実験時間が制限され、実験量の減少により試薬等の使用量が減ったことに加え、購入予定であった費用のかかる解析を実験計画の変更により次年度にしたことが、次年度の使用額を生じた主な理由である。次年度は、予定どおり細胞の解析を実施するため、2024年度の予算と合わせて繰り越した研究費も使用する。