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Development of a highly functional microkidney model and its application to bioassays

Research Project

Project/Area Number 20H02762
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Basic Section 34020:Analytical chemistry-related
Research InstitutionGunma University

Principal Investigator

Sato Kiichi  群馬大学, 大学院理工学府, 教授 (50321906)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥17,940,000 (Direct Cost: ¥13,800,000、Indirect Cost: ¥4,140,000)
Fiscal Year 2022: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
Fiscal Year 2021: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
Fiscal Year 2020: ¥7,930,000 (Direct Cost: ¥6,100,000、Indirect Cost: ¥1,830,000)
Keywordsバイオアッセイ / 腎臓 / マイクロ流体デバイス / マイクロ臓器モデル / 生体模倣システム
Outline of Research at the Start

腎疾患の発症機構の解明や治療法・治療薬の探索には、腎疾患の過程を詳細に解析可能な分析法が必要であるが、現在は動物実験に頼る部分が多かった。そこで、本研究ではヒトの腎臓由来の細胞をマイクロ流体デバイス内で培養することにより腎モデルとその疾患モデルを構築し、腎疾患治療薬の探索を可能にする新たな分析法を開発することを目的とした。

Outline of Final Research Achievements

The aim of this study was to develop glomerular and tubular models by 2- or 3-dimensional co-culture of human kidney-derived cells in a microfluidic device. Using the fabricated device, we optimized the culture conditions for kidney-derived cells by investigating different culture conditions. In addition, the characteristics of the models were clarified for the model in which shear stress due to medium flow was applied and for the disease model constructed by applying disease-inducing factors to the normal model.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

開発した腎モデルを用いることにより、将来的には正常な腎排泄機能を維持するために必要な因子や、疾患を引き起こす因子、治療薬の探索が可能になり、腎臓病の治療法の開発や創薬につながることが期待される。さらに、本研究で検討した剪断応力下での共培養技術を応用することにより、将来的には他の臓器・組織の血管や消化管など、生体内のさまざまな管腔における物質透過性試験やその疾病モデルへの幅広い応用が可能となり、医学薬学への幅広い波及効果が期待される。

Report

(4 results)
  • 2023 Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Annual Research Report
  • 2021 Annual Research Report
  • 2020 Annual Research Report
  • Research Products

    (16 results)

All 2023 2022 2021 2020

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (13 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 1 results) Book (2 results)

  • [Journal Article] Angiogenesis Evaluation Techniques Developed by Using Microfluidic Devices2023

    • Author(s)
      SATO Kae、SATO Kiichi
    • Journal Title

      BUNSEKI KAGAKU

      Volume: 72 Issue: 3 Pages: 73-78

    • DOI

      10.2116/bunsekikagaku.72.73

    • ISSN
      0525-1931
    • Year and Date
      2023-03-05
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 尿細管モデル開発のための尿細管細胞と血管内皮細胞の三次元共培養2022

    • Author(s)
      山﨑実優、佐藤記一
    • Organizer
      化学とマイクロ・ナノシステム学会 第45回研究会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 正常および疾患マイクロ糸球体モデルの開発とその濾過機能評価2022

    • Author(s)
      毛利眞桜、高橋拓巳、小林靖子、佐藤記一
    • Organizer
      日本分析化学会第71年会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] バイオアッセイのためのマイクロ臓器モデルの開発2022

    • Author(s)
      佐藤記一
    • Organizer
      日本分析化学会第71年会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 尿細管モデル開発のための尿細管細胞と血管内皮細胞の三次元共培養2022

    • Author(s)
      山﨑実優、佐藤記一
    • Organizer
      日本化学会 第12回 CSJ化学フェスタ2022
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] ハイドロゲルを用いた三次元マイクロ糸球体モデルの構築2022

    • Author(s)
      千葉謙、小林靖子、佐藤記一
    • Organizer
      日本化学会 第12回 CSJ化学フェスタ2022
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 三次元尿細管モデル開発のための尿細管細胞と内皮細胞の共培養と線維芽細胞の効果2022

    • Author(s)
      山﨑実優、佐藤記一
    • Organizer
      日本動物実験代替法学会第35回大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 三次元尿細管モデル開発のための尿細管細胞と内皮細胞の共培養における線維芽細胞導入の検討2022

    • Author(s)
      山﨑実優、佐藤記一
    • Organizer
      化学とマイクロ・ナノシステム学会 第46回研究会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] Development of a three-dimensional micro glomerular model for drug excretion assays2022

    • Author(s)
      Yuzuru Chiba, Yasuko Kobayashi, Kiichi Sato
    • Organizer
      RSC Tokyo International Conference 2022
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Three-dimensional co-culture to construct a microtubule model for renal excretion assays2022

    • Author(s)
      Miyu Yamazaki, Kiichi Sato
    • Organizer
      RSC Tokyo International Conference 2022
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 生体内の流れ刺激を模倣したマイクロ糸球体モデル開発のための培養条件の検討2021

    • Author(s)
      毛利眞桜、髙橋拓巳、小林靖子、佐藤記一
    • Organizer
      日本分析化学会第70年会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] マイクロ糸球体モデルの開発と濾過障壁機能の評価2021

    • Author(s)
      毛利眞桜、髙橋拓巳、小林靖子、佐藤記一
    • Organizer
      第11回CSJ化学フェスタ2021
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] Development of a micro-glomerular model and evaluation of its filtration barrier function for pathological analysis of glomerular diseases2021

    • Author(s)
      Mao Mori, Takumi Takahashi, Yasuko Kobayashi, Kiichi Sato
    • Organizer
      RSC Tokyo International Conference 2021
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ヒト糸球体内皮細胞株およびヒト蛸足細胞株を用いたマイクロ糸球体モデルの開発と糸球体透過試験への応用2020

    • Author(s)
      髙橋拓巳、小林靖子、佐藤記一
    • Organizer
      日本分析化学会第69年会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Book] Principles of Human Organs-on-Chips2023

    • Author(s)
      Masoud Mozafari (Eds.)
    • Total Pages
      490
    • Publisher
      Woodhead Publishing
    • ISBN
      9780128235362
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Book] マイクロ流体分析2020

    • Author(s)
      日本分析化学会、渡慶次 学、真栄城 正寿、佐藤 記一、佐藤 香枝、火原 彰秀、石田 晃彦
    • Total Pages
      156
    • Publisher
      共立出版
    • ISBN
      9784320044593
    • Related Report
      2020 Annual Research Report

URL: 

Published: 2020-04-28   Modified: 2025-01-30  

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