| 研究領域 | 仮想人体構築学チップ上に再現した臓器からみる全身代謝の分子ネットワーク |
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| 研究課題/領域番号 |
20H05744
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| 研究種目 |
学術変革領域研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
学術変革領域研究区分(Ⅱ)
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| 研究機関 | 横浜国立大学 |
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研究代表者 |
福田 淳二 横浜国立大学, 大学院工学研究院, 教授 (80431675)
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| 研究分担者 |
西川 昌輝 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 講師 (40843149)
大久保 佑亮 国立医薬品食品衛生研究所, 毒性部, 主任研究官 (80596247)
遠山 周吾 慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 講師 (90528192)
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| 研究期間 (年度) |
2020-10-02 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
46,410千円 (直接経費: 35,700千円、間接経費: 10,710千円)
2022年度: 15,860千円 (直接経費: 12,200千円、間接経費: 3,660千円)
2021年度: 14,950千円 (直接経費: 11,500千円、間接経費: 3,450千円)
2020年度: 15,600千円 (直接経費: 12,000千円、間接経費: 3,600千円)
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| キーワード | オルガノイド / Body on a chip / Organs on a chip / 微細加工 / オルガノイド培養 / 毛包オルガノイド / 肝臓 / 小腸 / 細胞組織工学 / マイクロデバイス / 三次元培養 / ヒトiPS細胞 / 増殖培養 / 分化誘導 / 成熟化 / ティッシュエンジニアリング / 組織培養 / チップデバイス |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究領域は、人体を臓器・組織・細胞が複雑に相互作用するネットワークシステムと捉え、個別臓器とそれらがリンクした複数臓器による培養実験系、および全体を接続する数理モデルにより構成される。この中で、本計画研究では、細胞のオルガノイド形成を用いて、高い生理学性を備えた個別臓器オルガノイドをチップ上に構築する。特に、薬物などの暴露・吸収に関わる臓器(小腸、皮膚、肺など)を層状オルガノイドとして、代謝や体内動態に関与する臓器(肝、腎など)および暴露され障害等が生じる臓器(心、神経など)を球状オルガノイドとして構築する。そして動物実験や臨床データと比較し高度な生理学性を備えたモデルを構築する。
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| 研究成果の概要 |
本計画研究の目的は、工学と医学・生物学のアプローチを融合し、iPS細胞など目的に応じた必要な機能を備えた個別臓器オルガノイドをチップ上に構築することであった。我々は、シグナルレポーターヒトiPS細胞を用いた発光モニタリングシステム、成熟心オルガノイドの構築とその局所的な電気刺激による発火点制御技術を確立した。また、多糖類を用いたiPS細胞の超高密度培養技術、ドーナツ状培養器や酸素透過性ポリメチルペンテン製培養器を用いた培養システムを確立した。これらの要素技術を組み合わせることで、チップデバイス上に搭載可能なオルガノイド培養法を確立した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
当該研究領域の大きな目標は、バーチャル生体構築であり、科学的・社会的に意義の特に高い飲合せによる薬効・副作用を解明する「薬物相互作用と個別化」、恒常性維持と破綻に直結する「代謝変動と炎症」の定量的理解につながるものである。当該研究計画では、そのための個別臓器オルガノイドを構築した。各オルガノイドの構築により生体内において発生期にどのように各臓器組織が形作られているかの理解が深まり、その成果は学術的に大きな意義があるものと自負している。
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