2016 Fiscal Year Annual Research Report
Development of in vitro skeletal muscle tissue models and their application as atrophy models for drug development
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26709062
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
清水 一憲 名古屋大学, 工学研究科, 准教授 (70402500)
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2014-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | バイオマイクロシステム / 骨格筋細胞 / 電気刺激 / 筋萎縮 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
収縮力測定可能な骨格筋組織チップの創製と筋萎縮モデルへの応用を目的として、研究計画に従い、（１）骨格筋組織チップと周辺技術の開発と（２）筋萎縮モデルチップの開発を進めた。具体的には以下の項目を実施した。
（１．２）ヒト骨格筋組織の構築を行った。購入したヒト筋芽細胞を利用して、開発したチップ上に三次元骨格筋組織を構築した。電気刺激に応答し、収縮することを確認した。
（２．１）昨年度に引き続き、筋萎縮モデルの構築を行い、マウス筋芽細胞由来筋萎縮モデルにおいて、筋タンパク質であるミオシン重鎖タンパク質量が減少していることを確認した。また（１．２）で開発したヒト筋芽細胞由来筋組織に既知の筋萎縮誘導剤を加えることで、収縮力が有意に低下することを確認した。これにより、ヒト細胞由来の筋萎縮モデルを構築できることが示唆された。（２．２）筋萎縮モデルチップのスループット性を向上させるために、デバイスの小型化を行った。4種類の異なるデザインのデバイスを作製し、最適化を行うことで、96ウェルプレートの１ウェルに対応可能な収縮力測定デバイスを完成させた。（２．３）さきに開発した方法で構築したマウス筋萎縮モデルに対して、筋力を回復すると報告のあるIGF-1を添加することで、筋力低下を有意に抑制することを確認した。またその筋萎縮モデルにおいて、筋萎縮関連遺伝子であるAtrogin-1とMuRF-1の発現量増加が抑制されることが分かった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
筋組織チップと周辺技術の開発に関しては計画通りに進み、当初の目標を達成した。一方、筋萎縮モデルチップの開発に関しては、実験条件の検討に多くの実験を必要としたため、当初の目標には至っていない。またシステムの多条件化では、小型チップの開発には成功したが、電極などシステム全体の小型化には至っていない。このことからやや遅れていると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
6か月間期間を延長し、開発した筋萎縮モデルを用いた抗筋萎縮薬探索実験を行う。また、多条件化に対応した小型電極を開発し、システム全体の小型化を行う。
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| Causes of Carryover |
既知化合物による抗筋萎縮探索実験において、予想に反して多くの追加実験が必要となった。その結果、未知化合物を用いた実験を次年度に実施する必要が生じた。次年度の研究計画に従い、適切に使用する。
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