2016 Fiscal Year Annual Research Report
Construction of cell-based composite tissue by using an oxygen permeable culture device
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26282133
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
穴田 貴久 東北大学, 歯学研究科(研究院), 准教授 (30398466)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
鈴木 治 東北大学, 歯学研究科(研究院), 教授 (60374948)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 細胞・組織工学材料 / 細胞培養デバイス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
生体外における三次元細胞組織体構築は、組織再生工学における最重要課題のひとつである。しかし、通常、細胞を生体外で100マイクロメートル以上の厚みに積層すると内部酸素不足により壊死が起こることが問題点である。本研究は独自開発した酸素透過性培養器を基盤とし、細胞塊中の壊死抑制と血管構築を行うことを目的とした。すなわち、生体外で「活きが良く、血の通った細胞組織体」を再構築する技術を提案し、骨再生治療へと応用を図った。開発した培養器を用いることで直径600マイクロメートルの細胞塊でも壊死がほとんど起こらないことを見いだしている。しかしながら、培養器で培養した細胞塊を生体内へ移植した場合、生体内で酸素供給が絶たれて細胞死が起こることが想定される。そのため、ホスト側の血管からの迅速な酸素、栄養供給が起こるために細胞塊にin vitroであらかじめ血管構造を構築しておき、生体内で直ちに機能する細胞組織体構築を行うことを検討した。これまでに培養器を用いることで間葉系幹細胞を簡便に三次元培養でき、骨芽細胞分化が大幅に促進することを報告している。当該年度には骨芽細胞に分化させた間葉系幹細胞と血管内皮細胞を培養デバイスを用いることで複合細胞塊を作製することに成功した。二種の細胞を複合させることで細胞塊内部に血管様構造体が形成され、細胞塊の生体への適応が示唆される結果を得た。一方、培養器の異なる細胞への適用を検討し、歯原性上皮細胞を培養デバイスにより三次元培養したところエナメル芽細胞分化が大幅に促進することを見いだし、これらの結果について論文投稿を行い受理されている。このように当該培養デバイスは応用性、汎用性が非常に高く、再生医療の中核技術としての可能性を有する技術であることを確かめることができた。
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| Research Progress Status |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Causes of Carryover |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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