2014 Fiscal Year Annual Research Report
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25282135
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| Research Institution | Keio University |
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Principal Investigator |
須藤 亮 慶應義塾大学, 理工学部, 准教授 (20407141)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
谷下 一夫 早稲田大学, 付置研究所, 教授 (10101776)
三高 俊広 札幌医科大学, 医学部, 教授 (50231618)
牛山 明 国立保健医療科学院, 生活環境研究部, 上席主任研究官 (60291118)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 組織工学 / マイクロ流体デバイス / 三次元培養 / 血管化 / 肝臓 / 血管 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、組織工学・再生医工学において課題となっている毛細血管網を有する三次元組織の再生に関して、マイクロ流体システムを用いて生体工学の立場から取り組んでいる。平成26年度は、2チャンネルおよび3チャンネル型のマイクロ流体システムを用いて間質流を制御し、3次元肝組織を血管化する最適な微小環境構成法を検討した。具体的には以下の研究成果が得られた。
①タイムラプス顕微鏡ビデオ撮影法と多細胞ダイナミクスの定量的解析： マイクロ流体システムでライブセルイメージングを行い、3チャンネル型マイクロ流体システムにおいて異なる細胞播種条件において血管スプラウト形成や血管伸張距離などを定量的に解析し、血管化三次元肝組織を再構築するために最適な細胞配置を明らかにした。
②間質流の強さが組織化へ及ぼす影響： 間質流は肝細胞の三次元組織形成やコラーゲンゲルの修飾、血管形成の誘導など様々な役割をもつ。そこで、2チャンネル型マイクロ流体システムにおいて間質流の強さを変更することで、ラット微小血管内皮細胞の血管形成を誘導しうることを見出した。また、コラーゲンゲルだけでなく、フィブリンゲルを用いた実験も検討し、血管形成の観点からはフィブリンゲルがより適した条件であることが分かった。
③再生された三次元複合肝組織の解析： 2チャンネル型マイクロ流体デバイスでは、間質流によって血管形成を誘導し、その後で肝細胞を追加することで三次元複合肝組織を構築した。一方、3チャンネル型マイクロ流体システムでは肝細胞との相互作用によって血管形成を誘導し、その後で肝細胞を追加することで三次元複合肝組織を構築した。共焦点レーザー顕微鏡を用いて三次元的に組織を観察し、特に、3チャンネル型による手法において毛細血管様構造が肝細胞組織内部に伸張する様子が確認された。
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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
平成26年度の計画は、2チャンネル型と3チャンネル型のマイクロ流体デバイスを用いて、特に血管形成の観点から細胞動態を定量的に評価し、3次元肝組織を血管化する最適な条件を評価することであったが、当初に予定通りに進んでいるため。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成26年度の研究計画をさらに発展させ、肝細胞組織と毛細血管網の融合を図る。特に、肝細胞の三次元組織に毛細血管を導入する効率を高めることに注力し、最終的に構築される血管化複合肝組織の構造・極性を三次元的に解析する。
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| Causes of Carryover |
本研究で使用するシリコンモールドの微細加工が予定していたよりも効率的に進み、関連する試薬・器具を節約することができたため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
今後の研究において三次元複合肝組織の構造を免疫蛍光染色によって明らかにしていくため、染色に必要な抗体や蛍光試薬を購入する費用に充当する。
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