2013 Fiscal Year Annual Research Report
ES/iPS細胞を用いた腸‐肝薬物動態チップの開発と応用
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25242040
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Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
田川 陽一 東京工業大学, 生命理工学研究科, 准教授 (70262079)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 肝組織 / 腸上皮組織 / マイクロ流体デバイス / ES細胞 / iPS細胞 / Caco-2細胞 / 尿素 / 透析 |
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| Research Abstract |
本研究は、マウスES/iPS細胞から内皮細胞と肝細胞が機能的に共存した肝組織、腸管上皮組織、その他の組織の独立したマイクロ流体デバイスを連結して、動物実験代替法となる、代謝／修飾・排出／貯蔵をおこなう「腸‐肝組織高性能薬物動態チップ」を構築し、最小哺乳類in vitro システム(Minimal Mammal)の確立を目指している。今年度は、マウスES/iPS細胞由来肝組織のマイクロ流体デバイスを用いて、デバイス内にアンモニアを供給したところ、デバイスの出口から尿素を定量することに成功した。腸管上皮組織に関しては、まず、大腸癌由来腸上皮細胞株Caco-2細胞を入手し膜上で培養することにより細胞極性を確認した。さらに、膜上にCaco-2細胞を培養した上部から培地を添加し、膜の下に培地のプールをもち別途培地の流れを有するマイクロ流体デバイスを設計・開発した。さらに肝組織のデバイスと腸管上皮組織のデバイスの一体化したマイクロ流体デバイスも作製した（特許出願中）。これらのマイクロ流体デバイスにおいては、培地はシリンジポンプで供給するものであり、培地は循環せず、開放型である。これはアンモニアを尿素にして無毒化しても尿素を取り除くことができないからである。そこで、③として、腎機能をもたせた透析マイクロ流体デバイスを設計・作製した。尿素が取り除けることに成功し、①のマイクロ流体デバイスにおいて培地を循環型にできることが期待できる。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
肝組織および腸上皮組織のマイクロ流体デバイス、さらに透析マイクロデバイスも設計・作製でき、本研究に最低限必要な細胞やin vitro組織の準備もでき、順調に計画が進んでいる。
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| Strategy for Future Research Activity |
肝組織、腸上皮組織、透析の最小哺乳類マイクロ流体デバイスを連結し、培地を循環させたとき、安定的に組織培養ができるように工夫を重ねる。また、薬物等を腸管上皮組織デバイス内へ投与したときに、この最小哺乳類マイクロデバイス中での動態を計測できるように研究を進める。
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