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電気化学的手法を用いた三次元組織構築のための血管網構造の高速バイオアセンブリ

研究課題

研究課題/領域番号 13J01825
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 生物機能・バイオプロセス
研究機関筑波大学

研究代表者

大﨑 達哉 (2014-2015)  筑波大学, 数理物質科学研究科, 特別研究員(DC1)

大崎 達哉 (2013)  筑波大学, 大学院数理物質科学研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
3,300千円 (直接経費: 3,300千円)
2015年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2014年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2013年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
キーワード血管構造 / 再生医療 / 血管新生 / バイオマテリアル / 人工臓器 / 肝臓作製
研究実績の概要

2年目までに、血管構造の作製から、血管構造を持った肝臓組織の作製に移行するために、iPS細胞から誘導した肝臓の細胞を用いこれまでの送液培養に加える事によってその活性を評価した。この時の、アルブミン濃度とアンモニア濃度の変化をELISA で測定した。その結果、培養によっても分化が進み成熟した肝臓細胞へと近づいていた。
今年度はこれまで作製した肝臓組織の有用性を評価するために、これまでに作製してきた肝組織を、実際にマウスに移植することによって、肝疾患治療に有用であるかを評価した。まず、肝組織をクラニアルウィンドウに移植し、組織内に血管構造が侵入することを確認した。一方で、送液可能な血管構造に流れ込むには時間がかかるため、これまで作製してきた血管構造を有効に活用できていないと判断した。そこで、マウスを開胸し、マウス門脈とデバイスを直接接続し、吻合移植する移植することを発想した。これにより、すみやかに組織内に血液が流れ込み、作製した肝組織に酸素が供給できることを確認した。また、デバイスを皮下に埋め込むことによって短期間であれば、マウスの体内へと留置することも可能であることを証明した。更に、ヒト肝細胞をデバイスに充填し、移植したところマウス血液からヒトアルブミンが検出された。以上のように、血管構造を備えた肝組織の作製法を実現できたことは、この分野に於いても画期的であり、本手法は膵臓などの他の多くの重要な臓器に利用できる可能性が高いことから、今後の当該分野の展開にも寄与できる技術であると評価できる。この研究に関係し、国内の学会1件(再生医療学会)国際学会3件で発表した。特に後述の再生医療に関する学会である「Targeting liver disease」で研究成果を発表し、これらの結果の一部を学術論文「PLOS ONE」に報告した。

現在までの達成度 (段落)

27年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

27年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (26件)

すべて 2016 2015 2014 2013

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (15件) 図書 (6件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Engineering thick cell sheets by electrochemical desorption of oligopeptides on membrane substrates2016

    • 著者名/発表者名
      J. Enomoto, N. Mochizuki, K. Ebisawa, T. Osaki, T. Kageyama, D. Myasnikova, T. Nittami and J. Fukuda
    • 雑誌名

      Regenerative therapy

      巻: 3 ページ: 126-134

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Acceleration of vascular sprouting from fabricated perfusable vascular-like structures2015

    • 著者名/発表者名
      Tatsuya.Osaki, Takahiro. Kakegawa, Tatsuto. Kageyama, Junko. Enomoto, Tadashi. Nittami and Junji. Fukuda
    • 雑誌名

      PLoS one

      巻: 10

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Acceleration of vascular sprouting from fabricated perfusable vascular-like structures2015

    • 著者名/発表者名
      T.Osaki, T. Kakegawa, T. Kageyama, J. Enomoto, T. Nittami and J. Fukuda,
    • 雑誌名

      PLoS one

      巻: 10(4) 号: 4 ページ: e0123735-e0123735

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0123735

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Rapid engineering of endothelial cell-lined vascular-like structures in in situ crosslinkable hydrogels"2014

    • 著者名/発表者名
      Kageyama Tatsuto, Kakegawa Takahiro, Osaki, Tatsuya, Enomoto Junko, Ito Taichi, Nittami Tadashi , Fukuda Junji.
    • 雑誌名

      Biofabricaiton

      巻: (In press)

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Engineering of bio-artificial liver with iPS-derived hepatic cells2015

    • 著者名/発表者名
      Tatsuya Osaki, Hiroaki Suzuki, Junji Fukuda
    • 学会等名
      Interdisciplinary Workshop on Science and Patent 2015(IWP2015)
    • 発表場所
      筑波大学(茨城県つくば市)
    • 年月日
      2015-09-04
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Engineering of liver-like tissues using cell adhesive zwitterionic oligopeptide2015

    • 著者名/発表者名
      Tatsuya Osaki, Takahiro Kakegawa, Takanori Takebe, Junji Fukuda
    • 学会等名
      2nd International Conference on Bioinspired and Zwitterionic Materials (ICBZM2015)
    • 発表場所
      シアトル, USA Univer sity of Washington
    • 年月日
      2015-08-13
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 血管構造を備えた3次元肝組織の作製と移植2015

    • 著者名/発表者名
      大﨑達哉、武部貴則、福田淳二
    • 学会等名
      バイオアセンブラ若手シンポジウム
    • 発表場所
      大阪大学, 大阪府 大阪市
    • 年月日
      2015-07-02
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Engineering of transplantable liver tissues with iPS-derived hepatic spheroids2015

    • 著者名/発表者名
      Tatsuya Osaki, Takanori Takebe, Junji Fukuda
    • 学会等名
      2nd world conference of Targeting liver diseases 2015
    • 発表場所
      Republic of Malta, マルタ
    • 年月日
      2015-06-25
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 血管構造を備えた肝臓類似組織の構築2015

    • 著者名/発表者名
      大崎達哉、中山真梨子、末吉正和、嶋津祐香、福田淳二
    • 学会等名
      第14回再生医療学会総会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜
    • 年月日
      2015-03-19 – 2015-03-21
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 電気化学的細胞脱離を用いた3D肝臓類似組織の構築2015

    • 著者名/発表者名
      大崎達哉、武部貴則、福田淳二
    • 学会等名
      第82回電気化学会大会
    • 発表場所
      横浜国立大学
    • 年月日
      2015-03-16 – 2015-03-18
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Micro-Molding of Vascularized Liver-Like Tissues with iPS-Derived Hepatic Endoderm Spheroids2014

    • 著者名/発表者名
      Tatsuya Osaki, Takanori Takebe, Junji Fukuda
    • 学会等名
      Materials research society(MRS) fall meeting 2014
    • 発表場所
      Boston, U.S.A.
    • 年月日
      2014-11-01 – 2014-11-04
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Fabrication of vascularized liver-like tissues using human iPS-derived hepatic endoderm cells and electrochemical cell transfer2014

    • 著者名/発表者名
      Tatsuya Osaki, Takanori Takebe, Junji Fukuda
    • 学会等名
      Termis-AP 2014
    • 発表場所
      Daegu, Korea
    • 年月日
      2014-09-24 – 2014-09-27
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 電気化学細胞脱離技術を用いた肝臓類似構造の構築2014

    • 著者名/発表者名
      大崎達哉、武部貴則、福田淳二
    • 学会等名
      第66回生物工学会
    • 発表場所
      札幌国際会議場
    • 年月日
      2014-09-10 – 2014-09-13
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Engineering hepatic tissues with perfusable vascular structures2014

    • 著者名/発表者名
      Tatsuya Osaki, Junji Fukuda
    • 学会等名
      WC9 alternatives and animal use experiment 2014
    • 発表場所
      Prague, Czech Republic
    • 年月日
      2014-08-23 – 2014-08-26
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Micro-molding of vascularized liver-like tissues with iPS-derived hepatic endoderm spheroids2014

    • 著者名/発表者名
      Tatsuya Osaki, Takanori Takebe, Junji Fukuda
    • 学会等名
      JST ERATO International Symposium on 3D Tissue fabrication
    • 発表場所
      tokyo, Japan
    • 年月日
      2014-06-05
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 電気化学細胞脱離を用いた血管様構造の構築2013

    • 著者名/発表者名
      大崎達哉
    • 学会等名
      生物工学会若手会
    • 発表場所
      宮崎シーガイア、宮崎
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 電気化学細胞脱離技術を用いた血管類似構造の構築2013

    • 著者名/発表者名
      大崎達哉
    • 学会等名
      第51回日本人工臓器学会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜、神奈川
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Fabirication of Perfusable Vasculatures Using Micromolding and Elect rochemical Cell Transfer2013

    • 著者名/発表者名
      Tatsuya Osaki
    • 学会等名
      IEEE Engineering in medicine and biology conference (EMBC)
    • 発表場所
      大阪国際会議場、大阪市
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Rapid assembly of perfusable microvascular-like structures by electroc hemical cell transfer2013

    • 著者名/発表者名
      Tatsuya Osaki
    • 学会等名
      Termis-America
    • 発表場所
      Hyatt Regency Atlanta、アトランタ、America
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [図書] Hyper Bio Assembler for 3D Cellular Systems2015

    • 著者名/発表者名
      J. Enomoto, T. Kakegawa, T. Osaki, T. Kageyama, J. Fukuda
    • 総ページ数
      349
    • 出版者
      Springer
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [図書] 実験医学2015

    • 著者名/発表者名
      大崎達哉、福田淳二、小池博之、武部貴則
    • 総ページ数
      1250
    • 出版者
      羊土社
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書 2014 実績報告書
  • [図書] 三次元ティッシュエンジニアリング2015

    • 著者名/発表者名
      大崎達哉、福田淳二
    • 総ページ数
      600
    • 出版者
      エヌ・ティー・エス
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [図書] 三次元ティッシュエンジニアリング、血管構造のモールディングによる肝組織形成2015

    • 著者名/発表者名
      大崎達哉、福田淳二
    • 総ページ数
      349
    • 出版者
      NTS
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [図書] 動物細胞培養の手法と細胞死・増殖不良・細胞変異を防止する技術2014

    • 著者名/発表者名
      大崎達哉、福田淳二
    • 総ページ数
      584
    • 出版者
      技術情報協会
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [図書] 三次元ティッシュエンジニアリング、電気化学を用いた細胞操作2014

    • 著者名/発表者名
      大崎達哉、福田淳二
    • 総ページ数
      346
    • 出版者
      NTS
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [産業財産権] 血管様立体構造物およびその製造方法,血管様立体構造物製造装置,並びに血管様立体構造物製造用ニードル2015

    • 発明者名
      福田淳二、嶋津祐香、大崎達哉、丸尾昭二、平出亮二
    • 権利者名
      福田淳二、嶋津祐香、大崎達哉、丸尾昭二、平出亮二
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2015-185280
    • 出願年月日
      2015-09-18
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書

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公開日: 2014-01-29   更新日: 2024-03-26  

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