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小型バイオハイブリッド人体代謝シミュレータ開発と新規毒性評価系としての利用

研究課題

研究課題/領域番号 13555222
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分展開研究
研究分野 生物・生体工学
研究機関東京大学

研究代表者

酒井 康行  東京大学, 生産技術研究所, 助教授 (00235128)

研究分担者 谷口 佳隆  (株)東レリサーチセンター, 生物科学研究部, 研究員
迫田 章義  東京大学, 生産技術研究所, 教授 (30170658)
研究期間 (年度) 2001 – 2003
研究課題ステータス 完了 (2003年度)
配分額 *注記
13,200千円 (直接経費: 13,200千円)
2003年度: 2,600千円 (直接経費: 2,600千円)
2002年度: 2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
2001年度: 8,500千円 (直接経費: 8,500千円)
キーワード複合灌流培養 / 吸収代謝 / シミュレータ / ベンツ[a]ピレン / 薬物動力学モデル / umuテスト / マイクロトックス法 / 小腸膜 / 肝組織 / チトクロームP450 / 生理学的薬物・毒物動力学モデル / 極性輸送 / 代謝活性化 / バイオハイブリッド / 人体代謝シュミレータ / 小腸 / 肝臓 / 灌流培養 / 臓器間相互作用 / 薬物代謝酵素 / ベンゾ[a]ピレン
研究概要

本研究では,化学物質が人体に経口的に摂取された場合における人体内動態と最終的な影響を観測可能な新規のin vitroシミュレータシステムの構築とその利用に関する研究を行うことを大きな目的とした。
まず,モデル小腸膜と肝組織について,少なくとも数日間にわたる安定した培養が可能でしかもハンドリングのしやすい灌流培養システムの製作を行った.このシステムを用いて肝細胞モデルとしてHep G2と小腸細胞モデルとしてCaco-2を灌流培養すると,1週間程度の安定した運転は十分に可能であることが確認できた.これは,既往の他の研究例(最大9時間程度)に比べて非常に安定な灌流が実現されていると言え,より時定数の長い生体応答をも観測可能であるというメリットを示すものであった.
次に,このような安定複合培養システムに,解毒酵素群が大きく寄与するベンゾ[a]ピレンをモデル化学物質として実験を行った.その結果,小腸と肝組織とが共存するシステムにおいてのみ,小腸及び肝組織両者のP450活性が亢進するという現象が観察された.また肝組織の増殖と例えばアルブミン分泌能のような肝機能の亢進も同時に観察された.これは,単独細胞のみを含むシステムでは見出せなかった現象であり,両細胞を同時灌流培養することでしか見られない臓器間相互作用と見られ,同時灌流培養による人体のシステムとしての応答を部分的に再現するものと考えられた.

報告書

(4件)
  • 2003 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2002 実績報告書
  • 2001 実績報告書
  • 研究成果

    (22件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (22件)

  • [文献書誌] 酒井康行, 迫田章義: "In vitroモデル臓器とヒト環境応答評価への利用"生産研究. 55. 127-133 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Sakai, O.Fukuda, SH.Choi, A.Sakoda: "Use of a perfusion coculture system consisting of Caco-2 and Hep G2 cell compartments for the kinetic analysis of benzo[a]pyrene"ATLA(Special Issue). (In press). (2004)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] SH.Choi, A.Sakoda, Y.Sakai: "Enhanced cytochrome P450 capacities of Caco-2 and Hep G2 cells in new coculture systems under static and perfused culture conditions : Evidence for possible organ-to-organ interactions against exgeneous stimuli"Materials Science and Engineering C. 32. 12-19 (2004)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Hyung Choi, M.Nishikawa, A.Sakoda, Y.Sakai: "Feasibility of a simple double-layered coculture system incorporating metabolic processes of the intestine and liver tissue : application to the analysis of benzo[a]pyrene toxicity"Toxicology in Vitro. 18. 393-402 (2004)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Sakai, O.Fukuda, SH.Choi, A.Sakoda: "Development of a bio-hybrid simulator for adsorption and biotransformation processes in humans based on in vitro models for the small intestine and liver tissues"J.of Artificial Organs. 6. 273-281 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Sakai, A.Sakoda: "In vitro models of human organs and their applications"Sensan Kenkyu. 55(2). 127-133 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Sakai, 0.Fukuda, SH.Choi, A.Sakoda: "Use of a perfusion coculture system consisting of Caco-2 and Hep G2 cell compartments for the kinetic analysis of benzo[a]pyrene"ATLA (Special Issue). (in press). (2004)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] SH.Choi, A.Sakoda, Y.Sakai: "Enhanced cytochrome P450 capacities of Caco-2 and Hep G2 cells in new coculture systems under static and perfused culture conditions: Evidence for possible organ-to-organ interactions against exgeneous stimuli"Materials Science and Engineering C. 32. 12-19 (2004)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] SH.Choi, M.Nishikawa, A.Sakoda, Y.Sakai: "Feasibility of a simple double-layered coculture system incorporating metabolic processes of the intestine and liver, tissue: application to the analysis of benzo[alpyrene toxicity"Toxicology in Vitro. 18. 393-402 (2004)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Sakai, 0.Fukuda, SN.Choi, A.Sakoda: "Development of a bio-hybrid simulator for adsorption and biotransformation processes in humans based on in vitro, models for the small intestine and liver tissues"J. of Artificial Organs. 6. 273-281 (2004)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 酒井康行, 迫田章義: "In vitroモデル臓器とヒト環境応答評価への利用"生産研究. 55・2. 127-133 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Sakai, O.Fukuda, SH.Choi, A.Sakoda: "Use of a perfusion coculture system consisting of Caco-2 and Hep G2 cell compartments for the kinetic analysis of benzo[a]pyrene"ATLA (Special Issue). (In press). (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] SH.Choi, A.Sakoda, Y.Sakai: "Enhanced cytochrome P450 capacities of Caco-2 and Hep G2 cells in new coculture systems under static and perfused culture conditions : Evidence for possible organ-to-organ interactions against exgeneous stimuli"Materials Science and Engineering C. 32・11. 12-19 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] S.Hyung Choi, M.Nishikawa, A.Sakoda, Y.Sakai: "Feasibility of a simple double-layered coculture system incorporating metabolic processes of the intestine and liver tissue : application to the analysis of benzo[a]pyrene toxicity"Toxicology in Vitro. 18・3. 393-402 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Sakai, O.Fukuda, SH.Choi, A.Sakoda: "Development of a bio-hybrid simulator for adsorption and biotransformation processes in humans based on in vitro models for the small intestine and liver tissues"J.of Artificial Organs. 6. 273-281 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Sakai, O.Fukuda, S-H.Choi, A.Sakoda: "Use of a perfusion coculture system consisting of Caco-2 and Hep G2 cell compartments for the kinetic analysis of benzo[a]pyrene toxicity"ATLA (Special Issue). (in press). (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 酒井康行, 迫田章義: "In vitro臓器モデルとヒト環境応答評価への利用"生産研究. (印刷中). (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] S-H.Choi, A.Sakoda, Y.Sakai: "Enhanced cytochrome P450 capacities of Caco-2 and Hep G2 cells in new coculture systems under static and perfused conditions : Evidence for possible organ-to-organ interactions against exgeneous stimuli"Material Science and Engineering C. (印刷中). (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Sakai, Y., Fukuda, O., Choi, S-H., Sakoda, A.: "Development of a bio-hybrid simulator for absorption and biotransformation processes in humans based on in vitro models of the small intestine and the"Journal of Artificial Organs. (印刷中). (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Sakai, R.Arai, A.Sakoda, M.Suzuki: "Development of a simple double-layered cell cuture system using Caco-2 and TIG-1 cells as a new cytotoxicity test"Altern.Animal Test.EXperiment. 7,2-3. 47-58 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Sakai, R.Shoji, B.-S.Kim, A.Sakoda, M.Suzuki: "Cultured human-cell-based bioassays for environmental risk management"Environ.Monit.Assess. 70. 57-70 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 酒井康行, 迫田章義: "培養細胞を用いた新規の環境評価・医療システムの開発"生産研究. 53,3. 165-168 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書

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公開日: 2001-04-01   更新日: 2016-04-21  

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