組織内酸素動態操作を可能とする電気化学デバイスの開発を通した酸素シグナルの実証

• 研究領域: 低酸素微小環境を活用した生体調節系の理解と生体酸素動力学の創生
• 研究課題/領域番号: 25H01437
• 研究種目: 学術変革領域研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 学術変革領域研究区分(Ⅲ)
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 伊野 浩介 東北大学, 工学研究科, 准教授 (00509739)
• 研究分担者: 鈴木 教郎 東北大学, 未来科学技術共同研究センター, 教授 (20447254)
• 研究期間 (年度): 2025-04-01 – 2028-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2025年度)
• 配分額: 47,840千円 (直接経費: 36,800千円、間接経費: 11,040千円); 2025年度: 16,510千円 (直接経費: 12,700千円、間接経費: 3,810千円)
• キーワード: 低酸素 / 電気化学デバイス / 生体模倣システム / HIF / 酸素シグナル

研究開始時の研究の概要

酸素は好気性生物のエネルギー産生に必須であるため、低酸素状態をストレスとして捉えた生体防御機構の研究が盛んに進められている。一方、低酸素環境を積極的に作出し、利用する生体調節系が本領域研究者らによって相次いで発見され、「酸素シグナル」の存在が示唆されている。本研究では、酸素シグナルを実証するために、電気化学マイクロ・ナノデバイス上に任意の細胞塊や臓器環境を構築することにより、酸素分布と細胞機能の変化を経時的に計測可能なin vitro生体摸倣モデルを開発する。また、電気化学手法を応用し、デバイス上の酸素分布を変動させる技術を確立し、酸素シグナルによる細胞運命決定の意義や分子機序を究明する。