• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to previous page

Construction and evaluation of a human blood-brain barrier micro-chip derived from human iPS cells that reconstructs the brain microenvironment

Research Project

Project/Area Number 21K15321
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 47060:Clinical pharmacy-related
Research InstitutionTeikyo University

Principal Investigator

Kurosawa Toshiki  帝京大学, 薬学部, 助教 (90839466)

Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Keywords血液脳関門 / トランスポーター / ヒトiPS細胞 / 3次元培養 / MPS / Organ-on-a-chip / iPS細胞 / 有機カチオントランスポーター
Outline of Research at the Start

本研究の目的は、ヒト脳の微小環境を再現した三次元流体モデル(BBBマイクロチップ)を開発することである。この目的の達成に向け、①ヒトiPS細胞由来脳毛細血管内皮細胞(hiPS-BMECs)およびアストロサイト、ペリサイトを搭載した共培養BBBマイクロチップを構築し、②トランスポーターおよび受容体などの機能性膜タンパク質の発現解析および輸送機能の解析を実施する。さらに、③本BBBマイクロチップを用いた脳内薬物動態/薬力学(PK/PD)の解析と評価系の構築に取り組む。本研究は、新規中枢疾患治療薬の開発に有用な研究になることが期待される。

Outline of Final Research Achievements

The purpose of this study is to construct a three-dimensional flow culture system with brain microvascular endothelial-like cells derived from human iPS cells (hiPS-BMECs) as a model for the human blood-brain barrier (BBB). This system using OrganoPlate 3-lane (MIMETAS) reproduces the strong tight-junction and the selective transport function via transporters that are characteristic of the human BBB, and will be beneficial in the development of therapeutics for CNS disorders.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

認知症をはじめとする中枢疾患の罹患数が急増している我が国では有効な治療薬の開発が喫緊の課題であり、治療薬の開発を促進するためにヒトBBBの機能を再現し評価可能なシステムの開発が求められている。BBBの機能は微小血管構造や血流等の影響を受けることから、これらの脳内環境を再現する3次元フロー培養システムは中枢疾患の治療薬開発の一助となることが期待されている。

Report

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

    (27 results)

All 2024 2023 2022 2021 Other

All Journal Article (6 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 6 results,  Open Access: 4 results) Presentation (19 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 5 results) Remarks (1 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] Construction of human iPS cells-derived blood-brain barrier model and evaluation of transporter function2023

    • Author(s)
      Kurosawa Toshiki、Sako Daiki、Kubo Yoshiyuki、Deguchi Yoshiharu
    • Journal Title

      Drug Delivery System

      Volume: 38 Issue: 2 Pages: 117-124

    • DOI

      10.2745/dds.38.117

    • ISSN
      0913-5006, 1881-2732
    • Year and Date
      2023-03-25
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Development and Functional Evaluation of MDR1-expressing Microvascular Endothelial-like Cells Derived from Human iPS Cells as an In vitro Blood-brain Barrier Model2023

    • Author(s)
      Tomoko Yamaguchi, Daiki Sako, Toshiki Kurosawa, Misae Nishijima, Ayaka Miyano, Yoshiyuki Kubo, Sumio Ohtsuki, Kenji Kawabata, Yoshiharu Deguchi
    • Journal Title

      J. Pharm. Sci.

      Volume: 112 Issue: 12 Pages: 3216

    • DOI

      10.1016/j.xphs.2023.09.004

    • URL

      https://localhost/en/publications/ed07217b-5e7d-4f05-bcff-ad2897e98e1e

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Naltrexone Transport by a Proton-Coupled Organic Cation Antiporter in hCMEC/D3 Cells, an <i>in Vitro</i> Human Blood–Brain Barrier Model2022

    • Author(s)
      Kitamura Atsushi、Higuchi Kei、Kurosawa Toshiki、Okura Takashi、Kubo Yoshiyuki、Deguchi Yoshiharu
    • Journal Title

      Biological and Pharmaceutical Bulletin

      Volume: 45 Issue: 10 Pages: 1585-1589

    • DOI

      10.1248/bpb.b22-00347

    • ISSN
      0918-6158, 1347-5215
    • Year and Date
      2022-10-01
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Proteomics-Based Transporter Identification by the PICK Method: Involvement of TM7SF3 and LHFPL6 in Proton-Coupled Organic Cation Antiport at the Blood?Brain Barrier2022

    • Author(s)
      Kurosawa Toshiki、Tega Yuma、Uchida Yasuo、Higuchi Kei、Tabata Hidetsugu、Sumiyoshi Takaaki、Kubo Yoshiyuki、Terasaki Tetsuya、Deguchi Yoshiharu
    • Journal Title

      Pharmaceutics

      Volume: 14 Issue: 8 Pages: 1683-1683

    • DOI

      10.3390/pharmaceutics14081683

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Construction and Functional Evaluation of a Three-Dimensional Blood–Brain Barrier Model Equipped With Human Induced Pluripotent Stem Cell-Derived Brain Microvascular Endothelial Cells2022

    • Author(s)
      Kurosawa Toshiki、Sako Daiki、Tega Yuma、Debori Yasuyuki、Tomihara Yumi、Aoyama Kazunobu、Kubo Yoshiyuki、Amano Nobuyuki、Deguchi Yoshiharu
    • Journal Title

      Pharmaceutical Research

      Volume: 39 Issue: 7 Pages: 1535

    • DOI

      10.1007/s11095-022-03249-3

    • URL

      https://localhost/en/publications/333fb665-6ae6-48e0-b9ef-4f35db1025f1

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Transport Characteristics of 6-Mercaptopurine in Brain Microvascular Endothelial Cells Derived From Human Induced Pluripotent Stem Cells2021

    • Author(s)
      Toshiki Kurosawa, Yuma Tega, Daiki Sako, Tatsuki Mochizuki, Tomoko Yamaguchi, Kenji Kawabata, Katsuhisa Inoue, Naoki Ito, Hiroyuki Kusuhara,
    • Journal Title

      J Pharm Sci.

      Volume: 110 Issue: 10 Pages: 3484

    • DOI

      10.1016/j.xphs.2021.06.007

    • URL

      https://pure.teikyo.jp/en/publications/b79a1e1c-6733-4cea-8bf3-f76de3fb1a40

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] ヒトiPS細胞由来血液脳関門モデルを用いたD-angiopep-2輸送機構の評価2024

    • Author(s)
      佐孝大樹、黒澤俊樹、久保義行、花田雄志、三枝大輔、大槻純男、出口芳春
    • Organizer
      日本薬学会第144年会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] ヒト脈絡叢上皮細胞株HIBCPP細胞における輸送体発現および物質輸送能の評価2024

    • Author(s)
      黒澤俊樹、佐原菜月、塩田恵大、稲村りん花、大久保綾香、髙浦恵理香、石川博、久保義行、出口芳春
    • Organizer
      日本薬学会第144年会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] ヒトiPS細胞由来血液脳関門モデルを用いた輸送解析およびMPS構築への応用2023

    • Author(s)
      黒澤俊樹
    • Organizer
      CBI学会2023年大会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] ヒトiPS細胞を用いたBBBモデルの構築と輸送解析への応用2023

    • Author(s)
      黒澤俊樹
    • Organizer
      第30回HAB研究機構学術年会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Construction and functional evaluation of a fluidic 3D blood-brain barrier system using human iPS cells-derived BMEC-like cells2023

    • Author(s)
      Toshiki Kurosawa, Daiki Sako, Yoshiyuki Kubo, Yoshiharu Deguchi
    • Organizer
      Cerebral Vascular Biology Meeting
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] H+/有機カチオン交換輸送体の経細胞輸送評価におけるヒトiPS細胞由来血液脳関門モデルの有用性2023

    • Author(s)
      市之瀬未歩、黒澤俊樹、佐孝大樹、久保義行、出口芳春
    • Organizer
      日本薬剤学会第38年会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] MDR1遺伝子導入ヒトiPS細胞由来血液脳関門モデルにおける輸送体機能評価2023

    • Author(s)
      佐孝大樹、黒澤俊樹、山口朋子、宮野綾華、久保義行、川端健二、大槻純男、出口芳春
    • Organizer
      日本薬剤学会第38年会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] プロテオミクス解析による血液脳関門におけるH+/有機カチオン交換輸送体候補分子の探索とその機能評価2023

    • Author(s)
      黒澤俊樹、手賀悠真、内田康雄、樋口慧、佐孝大樹、田畑英嗣、住吉孝明、久保義行、寺崎哲也、出口芳春
    • Organizer
      日本薬学会第143年会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] ヒトiPS細胞由来血液脳関門モデル細胞を用いた3次元フロー培養システムの構築2022

    • Author(s)
      黒澤俊樹、佐孝大樹、出堀泰之、冨原裕美、青山和誠、天野信之、久保義行、出口芳春
    • Organizer
      第43回 生体膜と薬物の相互作用シンポジウム
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] MDR1遺伝子導入ヒトiPS細胞由来血液脳関門モデル細胞の作製と機能解析2022

    • Author(s)
      佐孝大樹、黒澤俊樹、山口朋子、宮野綾華、久保義行、川端健二、大槻純男、出口芳春
    • Organizer
      第43回 生体膜と薬物の相互作用シンポジウム
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 血液脳関門におけるTM7SF3およびLHFPL6のH+/有機カチオン交換輸送への関与2022

    • Author(s)
      黒澤俊樹、手賀悠真、内田康雄、樋口慧、田畑英嗣、住吉孝明、久保義行、寺崎哲也、出口芳春
    • Organizer
      第37回 日本薬物動態学会年会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] ヒトiPS細胞由来脳毛細血管内皮細胞におけるP-gpの発現および機能の改善2022

    • Author(s)
      佐孝大樹、黒澤俊樹、山口朋子、宮野綾華、久保義行、川端健二、大槻純男、出口芳春
    • Organizer
      第37回 日本薬物動態学会年会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] ヒトiPS細胞由来血液脳関門モデルのMPSへの展開2022

    • Author(s)
      出口芳春、黒澤俊樹、佐孝大樹、久保義行
    • Organizer
      第37回 日本薬物動態学会年会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] P-gp発現ヒトiPS細胞由来脳毛細血管内皮細胞における輸送体機能評価2022

    • Author(s)
      佐孝大樹、黒澤俊樹、山口朋子、久保義行、川端健二、出口芳春
    • Organizer
      日本薬学会第142年会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] ヒトiPS細胞由来脳毛細血管内皮細胞を用いた3次元BBB-on-a-chipの構築と評価2022

    • Author(s)
      黒澤俊樹、手賀悠真、佐孝大樹、出堀泰之、冨原裕美、青山和誠、久保義行、天野信之、出口芳春
    • Organizer
      細胞アッセイ研究会 シンポジウム
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 3次元培養におけるヒトiPS細胞由来脳毛細血管内皮細胞のLAT1の輸送機能2021

    • Author(s)
      佐孝大樹、黒澤俊樹、手賀悠真、出堀泰之、久保義行、天野信之、出口芳春
    • Organizer
      第36回 日本薬物動態学会年会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 2次元および3次元培養ヒトiPS細胞由来血液脳関門モデルを用いたトランスポーター機能評価2021

    • Author(s)
      黒澤俊樹、出口芳春
    • Organizer
      第36回 日本薬物動態学会年会 シンポジウム12 (トランスポーターDIS)
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] Meet a cutting-edge technology : ヒト中枢移行評価を創薬初期段階から可能にするHuman BBB-on-a-chip2021

    • Author(s)
      黒澤俊樹
    • Organizer
      AXCELEAD Drug Discovery Partners webセミナー
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] ヒトiPS細胞由来脳毛細血管内皮細胞を用いた3次元実験モデルの構築2021

    • Author(s)
      黒澤俊樹、手賀悠真、佐孝大樹、出堀泰之、冨原裕美、天野信之、出口芳春
    • Organizer
      日本薬剤学会第36年会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Remarks] トランスポーターの機能から見るヒトiPS細胞由来血液脳関門モデルの有用性

    • URL

      https://www.jssx.org/nl/nl37_4/NewsLetter_37_4.html

    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 輸送体タンパク質の探索方法及びその使用2022

    • Inventor(s)
      出口芳春、久保義行、黒澤俊樹、田畑英嗣 他
    • Industrial Property Rights Holder
      出口芳春、久保義行、黒澤俊樹、田畑英嗣 他
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Filing Date
      2022
    • Related Report
      2022 Research-status Report

URL: 

Published: 2021-04-28   Modified: 2025-01-30  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi