薬剤候補化合物の探索を強力に支援する幹細胞三次元性共培養細胞チップの創製

2012 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 24350037
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 吉本 敬太郎 東京大学, 大学院・総合文化研究科, 准教授 (60392172)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 高橋 秀治 東京大学, 教養学部, 特任准教授 (90447318)
• Project Period (FY): 2012-04-01 – 2015-03-31
• Keywords: バイオセンサー / 細胞チップ / 肝毒性評価 / 創薬 / バイオ界面

Research Abstract

マイクロパタンを用いるスフェロイド培養法が簡単な操作でADSCに三次元微小培養環境を提供できることを明らかとした。また、構築したADSCスフェロイドは増殖能が低下し、形成直後一定期間幹細胞性が向上すること、さらに骨芽細胞への分化効率が上昇することを明らかとした。軟骨細胞や脂肪細胞への分化過程における三次元微小培養環境の影響は未だ検討の余地が残るものの、構築したADSCスフェロイドは単層培養に比べて高い分化効率であることを示唆する結果が得られている。従って、マイクロパタン表面を用いてADSCをスフェロイドにすることで、高機能な中腔葉の細胞(骨芽、軟骨、脂肪)を生体外で効率よく作製するための基礎を作り上げたと言える。今後の展望として、異なる大きさをもつADSCスフェロイド間における誘導効率の比較が挙げられる。単層培養系の低酸素培養環境においてES細胞やMSCの分化効率が上昇したという報告があることから、100μmよりも大きなスフェロイドの検証をすすめることで新たな知見が得られるかもしれない。また、外胚葉や内胚葉などへの胚葉間を越えた分化を検討することにより、本系における分化誘導制御の作用機序に関する情報を集めたい。本系のような遺伝子工学的手法に依存しないADSCの分化制御法が実現すれば、ADSCは診断、治療、再生医療に利用できる有力な幹細胞ソースになることが期待できる.

Current Status of Research Progress

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

Reason

中胚葉の細胞(骨芽、軟骨、脂肪)を生体外で効率よく作製するための基礎を作り上げた。

Strategy for Future Research Activity

中胚葉の細胞(骨芽、軟骨、脂肪)を生体外で効率よく作製するための基礎を作り上げた。

Expenditure Plans for the Next FY Research Funding

異なる大きさをもつADSCスフェロイド間における誘導効率の比較を行う。100μmよりも大きなスフェロイド、非球状の三次元構造体の検証をすすめる。

Research Products

• [Journal Article] Long-term survival and functional maintenance of hepatocytes by using a microfabricated cellarray (2012)
  • Author(s): Ikeda, Y., Jomura, T., Horiuchi, U., Saeki, J., Yoshimoto. K. Ikeya, T., Nagasaki, Y.,
  • Journal Title: Colloids and Surfaces B : Biointerfaces Volume: 97 Pages: 97-100
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 3D Microenvironmental Regulation of Cultured Cell Using Micropatterned Techniques (2013)
  • Author(s): Keitaro Yoshimoto
  • Organizer: ICBS2013
  • Place of Presentation: つくば国際会議場(茨城)
  • Year and Date: 2013-03-21
• [Presentation] マイクロパタン表面を用いた脂防幹細胞の三次元培養法 : 幹細胞性と分化効率への影響 (2012)
  • Author(s): Y., Kikuchi, H., Suzuki, M., Sato, S., Takahashi, K., Yoshimto.
  • Organizer: 日本バイオマテリアル学会シンポジウム2012
  • Place of Presentation: 仙台国際センター(宮城)
  • Year and Date: 2012-11-26
• [Presentation] Upregulation of Cellar Function Using 3D Cell Culture Microenvironment Constructed by Adhesion-Controlled Micro-Patterned Surface (2012)
  • Author(s): Keitaro Yoshimoto
  • Organizer: ソフトインターフェース SISYS2012
  • Place of Presentation: 産業技術総合研究所(つくば市)(依頼講演)
  • Year and Date: 2012-11-22
• [Presentation] マイクロパタンを用いた脂肪幹細胞の三次元化および機能解析 (2012)
  • Author(s): Y., Kikuchi, H., Suzuki, M., Sato, S., Takahashi, K, Yoshimoto.
  • Organizer: 第64回日本生物工学会大会
  • Place of Presentation: 神戸国際会議場(兵庫)
  • Year and Date: 2012-10-25
• [Presentation] Effect of 3D Cell Culture Environment using Hydrogel Micro-Patterned Surface on Cell Differentiation (2012)
  • Author(s): Keitaro Yoshimoto
  • Organizer: IUMRS-ICEM 2012
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜(神奈川)(依頼講演)
  • Year and Date: 2012-09-27
• [Presentation] 3D CULTURE SYSTEM ON A MICRO PATTERNED SURFACE FOR MPROVED DIFFERENTIATION CAPABILITIES OF ADIPOSE DERIVED STEM CELLS (2012)
  • Author(s): Y., Kikuchi, H., Suzuki, M., Sato, S., Takahashi. and K., Yoshimoto,
  • Organizer: RSC Tokyo International Conference
  • Place of Presentation: 幕張メッセ(千葉)
  • Year and Date: 2012-09-06
• [Presentation] 3D Cell Co-culture System on Hydrogel Micro-Patterned Surface Fabricated by Photolithography (2012)
  • Author(s): K., Yoshimoto, R., Kojima, E., Takahashi, M., Ichino, H., Miyoshi, and Yukio Nagasaki
  • Organizer: International Conference of Photopolymer Science and Technology (ICPST)
  • Place of Presentation: 千葉大学(千葉)(依頼講演)
  • Year and Date: 2012-06-27