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流れ制御を基軸にした血管化組織工学

研究課題

研究課題/領域番号 16H03173
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 生体医工学・生体材料学
研究機関慶應義塾大学

研究代表者

須藤 亮  慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 准教授 (20407141)

研究分担者 谷下 一夫  慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 名誉教授 (10101776)
三高 俊広  札幌医科大学, 医学部, 教授 (50231618)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円)
2018年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
2017年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
2016年度: 6,630千円 (直接経費: 5,100千円、間接経費: 1,530千円)
キーワード血管化 / マイクロ流体デバイス / 肝臓 / 血管 / 組織工学 / 生物・生体工学 / マイクロ・ナノデバイス / 再生医学
研究成果の概要

組織工学の分野では生体外で構築した三次元組織に毛細血管を導入する血管化を実現する手法が望まれている。本研究では、マイクロ流体デバイスおよびゲルビーズを用いることで三次元肝組織の血管化に取り組んだ。その結果、肝細胞の組織化にゲルビーズのサイズが重要であることがわかったが、血管化に対する効果としては限定的であった。また、間葉系幹細胞を用いると、血管網の安定化に寄与するだけでなく、血管化の促進にも重要な役割を果たすことがわかった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

生体外で組織や臓器を再生しようとする組織工学の分野では、血管網を含む三次元組織の再生が実現していない。そこで、細胞から三次元組織を構築し、血管を導入する血管化の手法を確立することが大きな課題になっている。本研究では、マイクロ流体デバイスを用いて細胞周囲の流れの環境を制御するとともに、ゲルビーズを導入することで血管化組織の構築手法を検討した。研究結果より血管化組織を再生するために必要な因子が明らかになり、血管化組織の再生手法の確立に貢献する点に学術的かつ社会的な意義がある。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (45件)

すべて 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 4件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (32件) (うち国際学会 11件、 招待講演 8件) 図書 (3件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] Harvard University/Massachusetts Institute of Technology(米国)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] Korea University(韓国)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Comparison of organ-specific endothelial cells in terms of microvascular formation and endothelial barrier functions2019

    • 著者名/発表者名
      Uwamori Hiroyuki、Ono Yuuichi、Yamashita Tadahiro、Arai Ken、Sudo Ryo
    • 雑誌名

      Microvascular Research

      巻: 122 ページ: 60-70

    • DOI

      10.1016/j.mvr.2018.11.007

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Construction of Continuous Capillary Networks Stabilized by Pericyte-like Perivascular Cells2019

    • 著者名/発表者名
      Kyoko Yamamoto, Kohei Tanimura, Masafumi Watanabe, Hiromu Sano, Hiroyuki Uwamori, Yo Mabuchi, Yumi Matsuzaki, Seok Chung, Roger D. Kamm, Kazuo Tanishita, Ryo Sudo
    • 雑誌名

      Tissue Engineering Part A

      巻: 25 号: 5-6 ページ: 499-510

    • DOI

      10.1089/ten.tea.2018.0186

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Construction of sinusoid-scale microvessels in perfusion culture of a decellularized liver2019

    • 著者名/発表者名
      Masafumi Watanabe, Koki Yano, Koki Okawa, Tadahiro Yamashita, Kazuki Tajima, Kazuaki Sawada, Hiroshi Yagi, Yuko Kitagawa, Kazuo Tanishita, Ryo Sudo
    • 雑誌名

      Acta Biomaterialia

      巻: 印刷中 ページ: 30767-0

    • DOI

      10.1016/j.actbio.2018.12.042

    • NAID

      130007637470

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Establishment of an <i>in vitro</i> vascular anastomosis model in a microfluidic device2019

    • 著者名/発表者名
      Masafumi Watanabe, Ryo Sudo
    • 雑誌名

      Journal of Biomechanical Science and Engineering

      巻: 14 号: 3 ページ: 18-00521-18-00521

    • DOI

      10.1299/jbse.18-00521

    • NAID

      130007741719

    • ISSN
      1880-9863
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Self-organization of hepatocyte morphogenesis depending on the size of collagen microbeads relative to hepatocytes2019

    • 著者名/発表者名
      Mohammad Ajoudanian, Keita Enomoto, Yasuaki Tokunaga, Hiroshi Minami, Seok Chung, Kazuo Tanishita, Roger D. Kamm, Ryo Sudo
    • 雑誌名

      Biofabrication

      巻: 印刷中

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Reconstruction of Hepatic Tissue Structures Using Interstitial Flow in a Microfluidic Device2018

    • 著者名/発表者名
      Ryo Sudo
    • 雑誌名

      Methods in Molecular Biology

      巻: 1905 ページ: 167-174

    • DOI

      10.1007/978-1-4939-8961-4_15

    • ISBN
      9781493989607, 9781493989614
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fabrication of type I collagen microcarrier using a microfluidic 3D T-junction device and its application for the quantitative analysis of cell-ECM interactions2016

    • 著者名/発表者名
      Junghyo Yoon, Jaehoon Kim, Hyo Eun Jeong, Ryo Sudo, Myung-Jin Park, Seok Chung
    • 雑誌名

      Biofabrication

      巻: 8 号: 3 ページ: 035014-035014

    • DOI

      10.1088/1758-5090/8/3/035014

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] In vitro tissue engineering using 3D microfluidic devices2019

    • 著者名/発表者名
      Ryo Sudo
    • 学会等名
      International Symposium on SSS Laser Processing
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Regeneration of organ-scale vascular networks in a decellularized liver by flow-induced mechanical stress2019

    • 著者名/発表者名
      Masafumi Watanabe, Koki Yano, Koki Okawa, Ryo Sudo
    • 学会等名
      International Symposium on SSS Laser Processing
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Flow-induced mechanical force promotes microvascular formation in a decellularized liver2019

    • 著者名/発表者名
      Masafumi Watanabe, Koki Yano, Koki Okawa, Tadahiro Yamashita, Ryo Sudo
    • 学会等名
      3rd International Symposium on Nanoarchitectonics for Mechanobiology
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Analysis of morphology and function of cholangiocytes cultured on soft and rigid substrates2019

    • 著者名/発表者名
      Ryota Kaku, Yasuaki Tokunaga, Ryo Sudo
    • 学会等名
      3rd International Symposium on Nanoarchitectonics for Mechanobiology
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 微小血管網と三次元肝細胞組織を組み合わせた組織工学的手法2019

    • 著者名/発表者名
      須藤 亮
    • 学会等名
      第18回 日本再生医療学会総会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Investigation of microvessel morphological change and corresponding vascular wall shear stress distribution during in vitro vascular remodeling in a microfluidic device2018

    • 著者名/発表者名
      Masafumi Watanabe, Ryosuke Murai, Ryo Sudo
    • 学会等名
      World Congress of Biomechanics 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Microfluidic-based application of an in vitro microvessel model: investigation of vascular morphology and corresponding wall shear stress during vascular remodeling2018

    • 著者名/発表者名
      Masafumi Watanabe, Ryosuke Murai, Ryo Sudo
    • 学会等名
      Lab-on-a-Chip and Microfluidics World Congress 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 脱細胞化肝臓骨格の還流培養における類洞スケールの毛細血管構造の構築2018

    • 著者名/発表者名
      渡邉應文、矢野公規、大川航輝、谷下一夫、須藤亮
    • 学会等名
      日本機械学会 第29回バイオフロンティア講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Construction of in vitro hierarchical vascular networks using tissue-derived microchannels of a decellularized liver scaffold2018

    • 著者名/発表者名
      Masafumi Watanabe, Koki Yano, Koki Okawa, Ryo Sudo
    • 学会等名
      EMBS Micro and Nanotechnology in Medicine Conference
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] マイクロ流体デバイスを用いた血管化肝組織の構築2018

    • 著者名/発表者名
      保谷高明、須藤亮
    • 学会等名
      日本機械学会 第31回バイオエンジニアリング講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] マイクロ流体デバイスを用いた流れによる血管リモデリング2018

    • 著者名/発表者名
      佐野紘夢、大野航平、渡邉應文、須藤亮
    • 学会等名
      日本機械学会 第31回バイオエンジニアリング講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 肝スフェロイドと血管の相互作用調査のための培養モデル2018

    • 著者名/発表者名
      大川航輝、三場詩織、須藤亮
    • 学会等名
      日本機械学会 第31回バイオエンジニアリング講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] マイクロ培養プラットフォームを用いた三次元組織形成と細胞診断2018

    • 著者名/発表者名
      須藤亮
    • 学会等名
      第20回 日本医工ものづくりコモンズシンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 微小培養環境制御に基づく3次元組織工学と細胞バイオメカニクス2017

    • 著者名/発表者名
      須藤 亮
    • 学会等名
      次世代バイオ・医療技術研究会
    • 発表場所
      東京大学生産技術研究所(東京都・目黒区)
    • 年月日
      2017-03-31
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Multiscale tissue engineering for liver reconstruction2017

    • 著者名/発表者名
      Ryo Sudo
    • 学会等名
      1st International Symposium on Applied Abstraction and Integrated Design (AAID2017)
    • 発表場所
      慶應義塾大学日吉キャンパス来往舎(神奈川県・横浜市)
    • 年月日
      2017-03-09
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 肝細胞調製培養液を用いた血管化肝組織構築のための工学的アプローチ2017

    • 著者名/発表者名
      徳永康明、南拓志、須藤亮
    • 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コンベンションホール(東京都・目黒区)
    • 年月日
      2017-01-31
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 血管内皮細胞-間葉系幹細胞3次元共培養モデルにおける血管リモデリングの調査2017

    • 著者名/発表者名
      村居良祐、佐野紘夢、須藤亮
    • 学会等名
      日本機械学会 第29回バイオエンジニアリング講演会
    • 発表場所
      愛知県産業労働センター ウインクあいち(愛知県・名古屋市)
    • 年月日
      2017-01-19
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 血管内皮細胞と間葉系幹細胞の共培養による脱細胞化肝臓内の血管ネットワークの再構築2017

    • 著者名/発表者名
      渡邉應文、矢野公規、大川航輝、須藤亮
    • 学会等名
      日本機械学会 第29回バイオエンジニアリング講演会
    • 発表場所
      愛知県産業労働センター ウインクあいち(愛知県・名古屋市)
    • 年月日
      2017-01-19
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 肝細胞-コラーゲンマイクロゲルビーズ混成組織の血管化に向けた検討2017

    • 著者名/発表者名
      南拓志、保谷高明、須藤亮
    • 学会等名
      日本機械学会 第29回バイオエンジニアリング講演会
    • 発表場所
      愛知県産業労働センター ウインクあいち(愛知県・名古屋市)
    • 年月日
      2017-01-19
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Reconstruction of vascular networks in perfusion culture using a decellularized liver scaffold2017

    • 著者名/発表者名
      Koki Yano, Koki Okawa, Masafumi Watanabe, Ryo Sudo
    • 学会等名
      TERMIS (Tissue Engineering and Regenerative Medicine International Society) European Chapter Meeting 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] システムデザイン工学に基づく3次元組織工学2017

    • 著者名/発表者名
      須藤亮
    • 学会等名
      慶應ライフサイエンスシンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Self-organization of hepatocyte morphogenesis depending on the size of collagen microbeads2017

    • 著者名/発表者名
      Ryo Sudo, Keita Enomoto, Mohammad Ajoudanian, Yasuaki Tokunaga, Hiroshi Minami
    • 学会等名
      5th Switzerland-Japan Workshop on Biomechanics SJB 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] マイクロ流体デバイスを用いた血管リモデリングにおける間質流の影響2017

    • 著者名/発表者名
      佐野紘夢、村居良祐、須藤亮
    • 学会等名
      日本機械学会 第28回バイオフロンティア講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Bioengineering approaches to the 3D tissue engineering2017

    • 著者名/発表者名
      Ryo Sudo
    • 学会等名
      The first joint conference on sophisticated coupling and integration of genius kernel technologies in Grenoble and Keio
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] マイクロ流体デバイスを用いた三次元肝組織構築の取り組み2017

    • 著者名/発表者名
      須藤亮
    • 学会等名
      日本薬物動態学会第32回年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Effect of interstitial flow on vascular remodeling in a microfluidic device2017

    • 著者名/発表者名
      Hiromu Sano, Ryo Sudo
    • 学会等名
      3rd International Symposium on Mechanobiology
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] バイオエンジニアリングに基づく3次元組織工学2017

    • 著者名/発表者名
      須藤亮
    • 学会等名
      日本機械学会 第30回バイオエンジニアリング講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] コラーゲンサンドイッチ培養を用いた胆管形成への試み2017

    • 著者名/発表者名
      徳永康明、須藤亮
    • 学会等名
      日本機械学会 第30回バイオエンジニアリング講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 脱細胞化肝臓骨格の還流培養による樹状血管網の再構築2017

    • 著者名/発表者名
      矢野公規、渡邉應文、大川航輝、須藤亮
    • 学会等名
      日本機械学会 第30回バイオエンジニアリング講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 脱細胞化肝臓骨格における血管ネットワーク再構築プロセスの観察2016

    • 著者名/発表者名
      矢野公規、渡邉應文、須藤亮
    • 学会等名
      日本機械学会2016年度年次大会
    • 発表場所
      九州大学伊都キャンパス(福岡県・福岡市)
    • 年月日
      2016-09-11
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Reconstruction of vascularized hepatocyte tissues by hepatocyte-conditioned medium in a microfluidic device2016

    • 著者名/発表者名
      Yasuaki Tokunaga, Hiroshi Minami, Ryo Sudo
    • 学会等名
      38th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society (EMBC)
    • 発表場所
      Orlando (USA)
    • 年月日
      2016-08-16
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] マイクロ流体デバイスにおける肝細胞調製培養液を使用した血管化肝組織構築の試み2016

    • 著者名/発表者名
      徳永康明、南拓志、須藤亮
    • 学会等名
      第23回肝細胞研究会
    • 発表場所
      大阪大学中之島センター(大阪府・大阪市)
    • 年月日
      2016-07-07
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [図書] 臓器チップの技術と開発動向(第7 章 マイクロ流体システムによる血管形成モデルと肝細胞3 次元培養モデルの融合)2018

    • 著者名/発表者名
      酒井康行、金森敏幸 監修 (須藤 亮 分担執筆)
    • 出版者
      シーエムシー出版
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [図書] 細胞のマルチスケールメカノバイオロジー2017

    • 著者名/発表者名
      佐藤 正明、安達 泰治、松下 慎二、井上 康博、平田 宏聡、曽我部 正博、出口 真次、安藤 譲二、山本 希美子、谷下 一夫、須藤 亮
    • 総ページ数
      160
    • 出版者
      森北出版
    • ISBN
      9784627691414
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [図書] Vascular Engineering2016

    • 著者名/発表者名
      Ryo Sudo, Seok Chung, Yoojin Shin, Kazuo Tanishita (Editors: KazuoTanishita, Kimiko Yamamoto)
    • 総ページ数
      401
    • 出版者
      Springer
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [備考] 慶應義塾大学理工学部システムデザイン工学科須藤研究室ホームページ

    • URL

      http://www.sudo.sd.keio.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実績報告書 2016 実績報告書

URL: 

公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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