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2014 Fiscal Year Annual Research Report

「細胞ファイバー」を基軸とした3次元生体組織の構築

Research Project

Project/Area Number 24686031
Research InstitutionKeio University

Principal Investigator

尾上 弘晃  慶應義塾大学, 理工学部, 講師 (30548681)

Project Period (FY) 2012-04-01 – 2015-03-31
Keywordsマイクロ流体 / 細胞 / 組織工学 / ハイドロゲル / マイクロファイバー / MEMS / 3次元組織
Outline of Annual Research Achievements

平成26年度は当初の研究計画に基づき、細胞ファイバをビルディングブロックとすることで、3次元組織の構築、及びその生化学的・組織学的な評価を行った。血管内皮細胞を封入した血管組織の細胞ファイバや神経幹細胞を封入した神経組織の細胞ファイバなど、多様なビルディングブロックを作製し、3次元組織構築を行った。具体的には,細胞ファイバを機械織りする装置を構築し,複数種類の細胞ファイバで布様のヘテロな3次元組織の構築に成功した.
また神経幹細胞を封入した細胞ファイバについては、昨年度にバンドル化の技術を確立しており、そのバンドル様組織の組織学的な機能評価を行った。具体的には、48本の神経幹細胞をバンドル化し,フィブリンゲルもしくはキトサンゲルなどでコーティングすることによりバンドル様3次元組織を構築した.その状態でニューロンとグリア細胞への分化誘導を行い、組織免疫染色により評価を行った。その結果、3次元組織化した状態で分化が誘導できることが示された。
最後にそのバンドル化した神経幹細胞ファイバを、脊椎損傷モデルマウスに移植を行うことで、本研究手法によって構築された3次元組織の移植医療への応用可能性を検討した。慶應義塾大学医学部との共同研究による実験を実施した結果、移植した神経幹細胞の細胞ファイバのバンドルはマウス体内で生着することが確認された。
この結果により、細胞ファイバーを基盤技術とする3次元組織構築法を確立し、その技術が移植医療へと応用可能であることが実験的に示された。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Causes of Carryover

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Expenditure Plan for Carryover Budget

26年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (16 results)

All 2015 2014

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 1 results) Presentation (12 results) (of which Invited: 3 results) Book (1 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] Smooth Muscle-like Tissue Constructs with Circumferentially Oriented Cells Formed by the Cell Fiber Technology2015

    • Author(s)
      Amy Y. Hsiao, Teru Okitsu, Hiroaki Onoe, Mahiro Kiyosawa, Hiroki Teramae, Shintaroh Iwanaga, Tomohiko Kazama, Taro Matsumoto, Shoji Takeuchi
    • Journal Title

      PLoS ONE

      Volume: 10 Pages: e0119010

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0119010

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Cell-laden microfibers for bottom-up tissue engineering2015

    • Author(s)
      Hiroaki Onoe, Shoji Takeuchi
    • Journal Title

      Drug Discovery Today

      Volume: 20 Pages: 236-246

    • DOI

      10.1016/j.drudis.2014.10.018

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Self-assembled hydrogel microspring for soft actuator2015

    • Author(s)
      Koki Yoshida, Hiroaki Onoe
    • Organizer
      The 28th International Conference on Micro Electro Mechanical Systems (MEMS)
    • Place of Presentation
      Estril (Portugal)
    • Year and Date
      2015-01-18 – 2015-01-22
  • [Presentation] 3D culture in mouse iPSCs in hydrogel core-shell microfiber2015

    • Author(s)
      Kazuhiro Ikeda, Teru Okitsu, Hiroaki Onoe, Shoji Takeuchi
    • Organizer
      The 28th International Conference on Micro Electro Mechanical Systems (MEMS)
    • Place of Presentation
      Estril (Portugal)
    • Year and Date
      2015-01-18 – 2015-01-22
  • [Presentation] Cell fiber technology for engineering functional 3D models2014

    • Author(s)
      Amy Y. Hsiao, Hiroaki Onoe, Teru Okitsu, Midori Kato-Negishi, Shoji Takeuchi
    • Organizer
      Engineering Functional 3D Models
    • Place of Presentation
      Boston (USA)
    • Year and Date
      2014-11-17 – 2014-11-18
  • [Presentation] Differentiation Induction of Neural Stem Cell Microfibers2014

    • Author(s)
      Hiroaki Onoe, Midori Kato-Negishi, Shoji Takeuchi
    • Organizer
      Neuroscience 2014
    • Place of Presentation
      Washington DC (USA)
    • Year and Date
      2014-11-15 – 2014-11-19
  • [Presentation] Formation of complex 3D neural network by neural microfiber2014

    • Author(s)
      Midori Kato-Negishi, Hiroaki Onoe, Shoji Takeuchi
    • Organizer
      Neuroscience 2014
    • Place of Presentation
      Washington DC (USA)
    • Year and Date
      2014-11-15 – 2014-11-19
  • [Presentation] Neural matchsticks for 3D neural network assembly2014

    • Author(s)
      Midori. Kato-Negishi, Hiroaki Onoe, Akiko Sato, Shoji Takeuchi
    • Organizer
      Eighteenth International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Science (microTAS)
    • Place of Presentation
      San Antonio (USA)
    • Year and Date
      2014-10-26 – 2014-10-30
  • [Presentation] Mechanically-controlled tubular microenvironment for 3D cell culture2014

    • Author(s)
      Hiroaki Onoe
    • Organizer
      The 52nd annual meeting of the biophysical society of Japan
    • Place of Presentation
      Sapporo Convention Center (Sapporo-shi, Hokkaido)
    • Year and Date
      2014-09-25 – 2014-09-27
  • [Presentation] 細胞封入マイクロゲルファイバの流体操作2014

    • Author(s)
      尾上弘晃
    • Organizer
      第66回日本生物工学会大会
    • Place of Presentation
      札幌コンベンション(北海道札幌市)
    • Year and Date
      2014-09-09 – 2014-09-11
    • Invited
  • [Presentation] Survival of neural stem/progenitor cells is promoted when cells are loaded in artificial microfibers in mouse complete spinal cord injury model2014

    • Author(s)
      Keiko Hori, Soraya Nishimura, Midori Kato-Negishi, Hiroaki Onoe, Yoshiomi Kobayashi, Go Itakura, Hiroki Iwai, Shoji Takeuchi, Hideyuki Okano, Yoshiaki Toyama, Masaya Nakamura
    • Organizer
      The 53rd ISCoS Annual Scientific Meeting
    • Place of Presentation
      Maastricht (The Netherlands)
    • Year and Date
      2014-09-02 – 2014-09-04
  • [Presentation] Neural stem/progenitor cells-laden microfibers promote survival of transplants in mouse transected spinal cord injury model2014

    • Author(s)
      Keiko Hori, Soraya Nishimura, Midori Kato-Negishi, Hiroaki Onoe, Yoshiomi Kobayashi, Go Itakura, Hiroki Iwai, Shoji Takeuchi, Hideyuki Okano, Yoshiaki Toyama, Masaya Nakamura
    • Organizer
      ISSCR (International Society for Stem Cell Research) 12th Annual Meeting
    • Place of Presentation
      Vancouver (Canada)
    • Year and Date
      2014-06-18 – 2014-06-21
  • [Presentation] 細胞でひもを創る!-再生医療のためのファイバ形状人工組織-2014

    • Author(s)
      尾上弘晃
    • Organizer
      日本化学会生体機能関連化学部会 若手サマースクール
    • Place of Presentation
      ラフォーレ蔵王(宮城県刈田郡)
    • Year and Date
      2014-05-27 – 2014-05-30
    • Invited
  • [Presentation] MEMS and microfludic technology for reconstructing tissue2014

    • Author(s)
      Hiroaki Onoe
    • Organizer
      47th annual meeting of the Japanese Society of Developmental Biologists
    • Place of Presentation
      Winc Aichi (Nagoya-shi, Aichi)
    • Year and Date
      2014-05-27 – 2014-05-30
    • Invited
  • [Book] 三次元ティッシュエンジニアリング技術最前線(細胞ファイバーの形成と操作)2015

    • Author(s)
      尾上弘晃, 竹内昌治(部分執筆)
    • Total Pages
      400
    • Publisher
      NTS出版
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 中空マイクロファイバ2014

    • Inventor(s)
      竹内昌治, 尾上弘晃, 三浦重徳
    • Industrial Property Rights Holder
      東京大学
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      特願2014-104763
    • Filing Date
      2014-05-20

URL: 

Published: 2016-06-01  

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