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Development of in vitro skeletal muscle tissues consisting of slow and fast fibers

Research Project

Project/Area Number 18H01796
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Basic Section 27040:Biofunction and bioprocess engineering-related
Research InstitutionNagoya University

Principal Investigator

Shimizu Kazunori  名古屋大学, 工学研究科, 准教授 (70402500)

Project Period (FY) 2018-04-01 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥17,420,000 (Direct Cost: ¥13,400,000、Indirect Cost: ¥4,020,000)
Fiscal Year 2021: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
Fiscal Year 2020: ¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000)
Fiscal Year 2019: ¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2018: ¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Keywordsバイオマイクロシステム / 組織工学 / マイクロデバイス / 生体医用工学 / 生物工学 / 細胞アッセイ技術 / ティッシュエンジニアリング / バイオマイクロデバイス / 動物細胞培養 / BioMEMS
Outline of Final Research Achievements

In this study, we aimed to construct mosaic-like skeletal muscle tissue in vitro by taking advantage of the biological characteristic that the firing frequency of motor neurons connecting slow- and fast-twitch muscles is different, and developed the necessary technologies. First, we developed a two-dimensional co-cultured microdevice. Second, we developed a three-dimensional co-culture microdevice. Third, we found that the frequency of junction formation with co-cultured motor neurons can be improved by culturing skeletal muscle cells in an oriented manner. We plan to utilize these findings to further advance the construction of mosaic-like muscle tissue.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究では、運動神経細胞と骨格筋細胞を共培養するためのマイクロデバイスを二つ開発し、さらに効率的に共培養を行う方法を見出した。これらの知見は、運動神経細胞と骨格筋細胞に関連する疾患研究や基礎生物学研究に、広く利用することができると考えられる。また、これらを用いてモザイク状筋組織構築を実現することができれば、様々な筋関連疾患の線維タイプ選択的な発症や進行をインビトロで再現することが可能になり、筋疾患創薬研究が大きく進展すると期待される。

Report

(2 results)
  • 2021 Final Research Report ( PDF )
  • 2018 Annual Research Report
  • Research Products

    (6 results)

All 2019 2018 Other

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (3 results) Remarks (1 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] Open-Chamber Co-Culture Microdevices for Single-Cell Analysis of Skeletal Muscle Myotubes and Motor Neurons with Neuromuscular Junctions2019

    • Author(s)
      Nao Yamaoka、Shimizu Kazunori、Yu Imaizumi、Takuji Ito、Yohei Okada、Hiroyuki Honda
    • Journal Title

      BioChip Journal

      Volume: in press Issue: 2 Pages: 127-132

    • DOI

      10.1007/s13206-018-3202-3

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] ダイレクトリプログラミングで誘導した筋芽細胞を用いた三次元組織の構築と機能評価2019

    • Author(s)
      大隅早紀,清水一憲,岸田綱郎,松田修,本多裕之
    • Organizer
      第18回日本再生医療学会総会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] マイクロデバイスを用いたヒトiPS由来運動神経細胞と骨格筋細胞の三次元共培養2019

    • Author(s)
      山岡奈央,清水一憲,今泉裕,伊藤卓治,岡田洋平,本多裕之
    • Organizer
      第18回再生医療学会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] ヒト三次元筋萎縮モデルを搭載した 96 ウェルプレートフォーマット収縮力評価系の開発2018

    • Author(s)
      大隅早紀、清水一憲、吉原賢、本多裕之
    • Organizer
      第70回日本生物工学会大会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Remarks] 名古屋大学工学研究科本多研究室ホームページ

    • URL

      https://www.chembio.nagoya-u.ac.jp/labhp/life2/index.html

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 共培養用デバイス、運動神経細胞培養用デバイス、神経筋疾患のin vitro評価モデルの作製方法、および、神経筋疾患の治療薬のスクリーニング方法2019

    • Inventor(s)
      清水一憲,本多裕之,山岡奈央
    • Industrial Property Rights Holder
      清水一憲,本多裕之,山岡奈央
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2019-028451
    • Filing Date
      2019
    • Related Report
      2018 Annual Research Report

URL: 

Published: 2018-04-23   Modified: 2024-12-25  

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