| 研究課題/領域番号 |
16H04289
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
機械力学・制御
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| 研究機関 | 山形大学 |
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研究代表者 |
小沢田 正 山形大学, 大学院理工学研究科, 教授 (10143083)
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| 研究分担者 |
馮 忠剛 山形大学, 大学院理工学研究科, 准教授 (10332545)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2019年度)
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| 配分額 *注記 |
17,160千円 (直接経費: 13,200千円、間接経費: 3,960千円)
2018年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2017年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
2016年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
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| キーワード | iPS細胞 / 分化・成長誘導制御 / ３次元ゲル包埋培養 / 超小型３次元振動ステージ / ３次元動的力学刺激 / 中枢神経細胞 / ３次元ニューロンネットワーク / 移植モデル / 分化・成長誘導 / 超小型３Ｄ振動ステージ / ３次元神経回路網 / ニューロン簡易移植モデル / ３Ｄ動的マイクロ力学刺激 / 移植性促進法 / 3D振動ステージ / 3D動的力学刺激 / 3D神経回路網構築 / 再生移植モデル / ３次元神経回路網構築 / ３次元動的力学刺激環境 / 移植性促進法開発 / 3D中枢神経回路網 / ゲル包埋培養法 / 移植適合性評価 / ニューロンネットワーク / ３Ｄ動的力学刺激 / ３Ｄ振動ステージ / 3Dマイクロアクチュエータ / 脊髄再生移植モデル |
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| 研究成果の概要 |
iPS細胞を用いた中枢神経系の再生移植治療に貢献するために，培養細胞に対し３次元の動的力学刺激を自在に付加し得るピエゾバイモルフカンチレバーを用いた超小型３D振動ステージシステムを新規開発した。これを独自のゲル包埋３D培養法と融合させることにより，３次元中枢神経回路網のアクティブ立体誘導制御・構築を可能とする革新的デバイスシステムを創製した。
構築された３次元中枢神経回路網を用いて，脊髄損傷再生移植治療を模擬する移植モデルの開発を試みた。次いで上記３D振動ステージを用い移植施術後のニューロンの生着性，連結融合性を促進する最適な３D動的力学刺激環境を明確化し，再生移植治療支援への有用性を確認した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
再生移植治療は，人類の医療の行方のみならず人間の生き方をも左右する重要な技術で，早期実用化が切望されている。本研究で開発を目指した３次元動的マイクロ力学刺激付加デバイスシステムによるiPS細胞からの中枢神経回路網立体誘導制御，移植適合性事前評価法は，脊髄損傷，パーキンソン病，ALSなど重篤な神経系難病の治療法開発に新たな糸口をもたらす点で，学術的にも社会的にも極めて意義が大きい。その根幹をなす「３次元動的力学刺激環境のアクティブ応用」という技術は今後，細胞，組織，臓器レベルにわたる全く新たな次元の操作，制御，計測，治療のための手段となり得る可能性を秘めている点で極めて大きな波及効果を有する。
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