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生体活性タンパク質微粒子を利用する3次元生体組織構築プロセスの開発

研究課題

研究課題/領域番号 15J06315
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 生体医工学・生体材料学
研究機関千葉大学

研究代表者

矢嶋 祐也  千葉大学, 工学研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2015-04-24 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
2,800千円 (直接経費: 2,800千円)
2017年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2016年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2015年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
キーワードタンパク質 / バイオマテリアル / 組織工学 / 細胞培養 / コラーゲン / 肝細胞 / マイクロ流体デバイス
研究実績の概要

最終年度となる本年度は,昨年度までに確立した“タンパク質微粒子を用いる3次元複合型細胞集塊の作製法”が,実組織構築に有用であるかどうかを確かめるために,3次元肝組織構築への応用を試みた。
実験では,主に1型コラーゲンからなるタンパク質微粒子を利用し,複合型肝細胞集塊の作製を行い,培養後には,組織内の肝細胞特異的機能の評価および長期培養の影響評価をそれぞれ試みた。具体的には,HepG2細胞を肝細胞のモデルとして利用し,細胞およびタンパク質微粒子からなる複合型細胞集塊を作製したところ,微粒子を一定割合で導入した条件において,肝特異的機能が有意に向上することが明らかとなった。また,微粒子の作製条件として,微粒子の安定化プロセス(架橋剤の種類など)を変更して微粒子を調製し,組織構築に利用したところ,微粒子の化学的組成の違いが肝機能に対して影響を及ぼすことが分かった。さらに,2週間に渡って培養を継続した結果,安定化プロセスの違いによって微粒子の分解度合いに差が生じたほか,一部の条件において肝特異的機能がさらに向上することが確認された。
本研究で開発したタンパク質微粒子を用いる3次元組織構築手法は,肝細胞培養に応用することによって,肝特異的な機能を向上させることが可能であると考えられ,医薬品開発において新規化合物の安全性や毒性を試験するための生体モデルとして,細胞ベースアッセイ系などへの応用が期待される。

現在までの達成度 (段落)

29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

29年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (30件)

すべて 2018 2017 2016 2015

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 4件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (25件) (うち国際学会 5件)

  • [雑誌論文] Development of a Perfusable 3D Liver Cell Cultivation System via Bundling-up Assembly of Cell-laden Microfibers2018

    • 著者名/発表者名
      Yuya Yajima, Chu Ning Lee, Masumi Yamada, Rie Utoh, and Minoru Seki
    • 雑誌名

      Journal of Bioscience and Bioengineering

      巻: in press 号: 1 ページ: 111-118

    • DOI

      10.1016/j.jbiosc.2018.01.022

    • NAID

      210000005735

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Collagen Microparticle-Mediated 3D Cell Organization: A Facile Route to Bottom-up Engineering of Thick and Porous Tissues2017

    • 著者名/発表者名
      Yajima Y, Yamada M, Utoh R, and Seki M
    • 雑誌名

      ACS Biomater Sci Eng

      巻: 3(9) 号: 9 ページ: 2144-2154

    • DOI

      10.1021/acsbiomaterials.7b00131

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fabrication of Multilayered Vascular Tissues Using Microfluidic Agarose Hydrogel Platforms2016

    • 著者名/発表者名
      Keita Kinoshita, Masaki Iwase, Yuya Yajima, Masumi Yamada, and Minoru Seki
    • 雑誌名

      Biotechnology Journal

      巻: 11 号: 11 ページ: 1415-1423

    • DOI

      10.1002/biot.201600083

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] マイクロフルイディクスを駆使したバイオマテリアルの微細加工2016

    • 著者名/発表者名
      矢嶋 祐也,山田 真澄,関  実
    • 雑誌名

      化学とマイクロ・ナノシステム学会誌

      巻: 15 ページ: 44-45

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Cell-sized condensed collagen microparticles for preparing microengineered composite spheroids of primary hepatocytes2015

    • 著者名/発表者名
      Masumi Yamada, Ayaka Hori, Sari Sugaya, Yuya Yajima, Rie Utoh, Masayuki Yamato, and Minoru Seki
    • 雑誌名

      Lab on a Chip

      巻: 15 (19) 号: 19 ページ: 3941-3951

    • DOI

      10.1039/c5lc00785b

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 微粒子状足場材料を用いる3次元細胞培養法の開発と評価2017

    • 著者名/発表者名
      矢嶋祐也,鵜頭理恵,山田真澄,関 実
    • 学会等名
      化学工学会 第82年会
    • 発表場所
      芝浦工業大学 豊洲キャンパス
    • 年月日
      2017-03-06
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 微粒子状ECMスキャホールドを用いる肝細胞の3次元培養と機能評価2017

    • 著者名/発表者名
      矢嶋祐也、山田真澄、鵜頭理恵、関 実
    • 学会等名
      第69回日本生物工学会大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 細胞-ECM微粒子集積法を用いた肝細胞の3次元培養と機能評価2017

    • 著者名/発表者名
      矢嶋祐也、山田真澄、鵜頭理恵、関 実
    • 学会等名
      生物工学若手研究者の集い 夏のセミナー2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] ECM微粒子混合3次元培養法における肝細胞機能および微粒子安定性の評価2017

    • 著者名/発表者名
      矢嶋祐也、山田真澄、鵜頭理恵、関 実
    • 学会等名
      第30回 日本動物細胞工学会2017年度大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] コラーゲン微粒子を用いた3次元積層培養における肝細胞の機能評価2017

    • 著者名/発表者名
      矢嶋祐也、山田真澄、鵜頭理恵、関 実
    • 学会等名
      第24回HAB研究機構学術年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] コラーゲン微粒子を足場として利用する3次元生体組織の作製と機能評価2017

    • 著者名/発表者名
      矢嶋祐也,鵜頭理恵,山田真澄,関 実
    • 学会等名
      シンポジウム:細胞アッセイ技術の現状と将来
    • 発表場所
      東京大学 生産技術研究所
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 溶媒乾燥プロセスを用いたタンパク質微粒子の作製とその応用2016

    • 著者名/発表者名
      矢嶋祐也, 堀綾香, 山田真澄, 菅谷紗里, 鵜頭理恵, 関 実
    • 学会等名
      第22回流動化・粒子プロセッシングシンポジウム
    • 発表場所
      東京大学 生産技術研究所
    • 年月日
      2016-12-08
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] One-Step Formation of 3D Tissue Constructs via Bottom-up Approach Using Collagen Microparticles as Scaffolds2016

    • 著者名/発表者名
      Yuya Yajima, Yamada Masumi, and Minoru Seki
    • 学会等名
      The 22st Symposium of Young Asian Biochemical Engineers’ Community (YABEC2016)
    • 発表場所
      Miyazaki SEAGAIA Resort, Miyazaki, Japan
    • 年月日
      2016-10-27
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 微小足場材料の集積化による3次元生体組織の作製と機能評価2016

    • 著者名/発表者名
      矢嶋祐也,山田真澄,関 実
    • 学会等名
      化学とマイクロ・ナノシステム学会第34回研究会
    • 発表場所
      幕張メッセ国際会議場 コンベンションホール
    • 年月日
      2016-09-06
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 微粒子状ECMスキャホールドを用いた多層状構造を有する3次元組織の作製2016

    • 著者名/発表者名
      矢嶋祐也,山田真澄,関 実
    • 学会等名
      生物工学若手研究者の集い 夏のセミナー2016
    • 発表場所
      ホテルコンチネンタル府中
    • 年月日
      2016-07-16
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Facile Fabrication of Multilayered Cellular Constructs Using Collagen Microparticles as Binder2016

    • 著者名/発表者名
      Yuya Yajima. Masumi Yamada, Minoru Seki
    • 学会等名
      8th International Symposium on Microchemistry and Microsystems (ISMM 2016)
    • 発表場所
      Hong Kong University, Hong Kong, China
    • 年月日
      2016-05-30
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Facile Fabrication of Multilayered Cellular Constructs Using Collagen Microparticles as Binder2016

    • 著者名/発表者名
      Yuya Yajima, Masumi Yamada, Minoru Seki
    • 学会等名
      8th International Symposium on Microchemistry and Microsystems
    • 発表場所
      中国,University of Hong Kong
    • 年月日
      2016-05-30
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] コラーゲン微粒子を足場として利用する多層組織のワンステップ作製法の開発2016

    • 著者名/発表者名
      矢嶋祐也,山田真澄,関 実
    • 学会等名
      第23回HAB研究機構学術年会
    • 発表場所
      つくば産業総合研究所中央第一 共用講堂
    • 年月日
      2016-05-26
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] コラーゲン微粒子を足場として利用する多層組織のワンステップ作製法の開発2016

    • 著者名/発表者名
      矢嶋祐也,山田真澄,関 実
    • 学会等名
      第23回HAB研究機構学術年会
    • 発表場所
      茨城県,つくば産業技術総合研究所
    • 年月日
      2016-05-26
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] コラーゲン微粒子を導入した複合型3次元肝組織の作製と機能評価2016

    • 著者名/発表者名
      矢嶋祐也,山田真澄,堀綾香,関 実
    • 学会等名
      第15回日本再生医療学会総会
    • 発表場所
      大阪府,大阪国際会議場
    • 年月日
      2016-03-17
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] コラーゲン粒子を用いたシート状3次元組織の作製2016

    • 著者名/発表者名
      矢嶋祐也,山田真澄,堀綾香,関 実
    • 学会等名
      シンポジウム:細胞アッセイ技術の現状と将来
    • 発表場所
      東京都,東京大学生産技術研究所
    • 年月日
      2016-01-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] コラーゲンマイクロ粒子を足場として利用するシート状3次元組織の作製2016

    • 著者名/発表者名
      矢嶋祐也,山田真澄,関 実
    • 学会等名
      生物工学会セルプロセッシング計測評価部会 第8回 若手研究シンポジウム
    • 発表場所
      東京大学 本郷キャンパス
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] コラーゲンマイクロ粒子を用いた細胞の立体的シート培養法の開発2015

    • 著者名/発表者名
      矢嶋祐也,山田真澄,堀綾香,関 実
    • 学会等名
      化学とマイクロ・ナノシステム学会第32回研究会
    • 発表場所
      福岡県,北九州国際会議場
    • 年月日
      2015-11-26
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] マイクロフルイディクスを駆使したバイオマテリアルの微細加工2015

    • 著者名/発表者名
      矢嶋祐也,山田真澄,関 実
    • 学会等名
      化学とマイクロ・ナノシステム学会第32回研究会
    • 発表場所
      福岡県,北九州国際会議場
    • 年月日
      2015-11-26
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Creation of Multilayered Cellular Constructs Using ECM Microparticles as a Binder2015

    • 著者名/発表者名
      Yuya Yajima, Ayaka Hori, Masumi Yamada, Minoru Seki
    • 学会等名
      12th Asian Congress on Biotechnology (ACB2015)
    • 発表場所
      マレーシア,Istana Hotel
    • 年月日
      2015-11-15
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 微粒子状スキャホールドを用いたシート状ヘテロ生体組織の作製2015

    • 著者名/発表者名
      矢嶋祐也,山田真澄,関 実
    • 学会等名
      第37回日本バイオマテリアル学会大会
    • 発表場所
      京都府,京都テルサ
    • 年月日
      2015-11-09
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 微粒子状スキャホールドを利用する立体的ヘテロ生体組織の作製2015

    • 著者名/発表者名
      Yuya Yajima, Masumi Yamada, Minoru Seki
    • 学会等名
      第67回日本生物工学会大会
    • 発表場所
      鹿児島県,城山観光ホテル
    • 年月日
      2015-10-26
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Development of 3D Liver Cell Culture System Utilizing Hydrogel Microfibers as Building Blocks2015

    • 著者名/発表者名
      矢嶋祐也,山田真澄,関 実
    • 学会等名
      The 21st Symposium of Young Asian Biochemical Engineers’ Community (YABEC 2015)
    • 発表場所
      韓国,Elysian Changchon Resort
    • 年月日
      2015-10-14
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] マイクロフルイディクスを用いた繊維状ECM足場材料の開発2015

    • 著者名/発表者名
      矢嶋祐也,山田真澄,関 実
    • 学会等名
      超高速バイオアセンブラ第4回若手研究者シンポジウム
    • 発表場所
      大阪府,大阪大学
    • 年月日
      2015-07-03
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] ヘテロハイドロゲルを利用する肝微小環境の再構成と立体的肝組織の作製2015

    • 著者名/発表者名
      矢嶋祐也,山田真澄,関 実
    • 学会等名
      第22回HAB研究機構学術年会
    • 発表場所
      東京都,昭和大学
    • 年月日
      2015-06-26
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書

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公開日: 2015-11-26   更新日: 2024-03-26  

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