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筋成長におけるメカノバイオロジー機構に基づいた革新的骨格筋組織作製技術の開発

研究課題

研究課題/領域番号 16H05909
研究種目

若手研究(A)

配分区分補助金
研究分野 生体医工学・生体材料学
研究機関東京女子医科大学

研究代表者

高橋 宏信  東京女子医科大学, 医学部, 講師 (00710039)

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
23,660千円 (直接経費: 18,200千円、間接経費: 5,460千円)
2018年度: 7,280千円 (直接経費: 5,600千円、間接経費: 1,680千円)
2017年度: 9,750千円 (直接経費: 7,500千円、間接経費: 2,250千円)
2016年度: 6,630千円 (直接経費: 5,100千円、間接経費: 1,530千円)
キーワード組織工学 / 再生医療 / メカノバイオロジー / 筋組織 / 神経組織
研究成果の概要

再生医療の実現や創薬開発に向けた研究において、動物実験とヒト臨床を繋ぐツールが求められており、それには生体外で人工的に構築したヒト組織の利用が有効と考えられている。本研究では、筋疾患研究に有用なヒト骨格筋組織を構築するために、①メカノストレスを利用した筋組織の成熟化手法の開発、②運動神経細胞と生理的に連結した筋組織の構築を目指した。筋組織を電気で刺激することで運動負荷を与えたところ、筋線維が肥大するなどの成熟化促進効果があることがわかった。また、ヒトiPS細胞から分化させた神経細胞を筋組織と共培養することにより、神経細胞を刺激することによって収縮する筋組織を構築できた可能性が示唆された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究の成果は骨格筋組織の成熟化を目指すことを通じて、筋の成長メカニズムを知り、それを制御することに繋げることができると期待される。この成果によって構築される組織は創薬研究における組織モデルとして有用である。生体に近い組織を構築できることは、その一部が欠損することで起こる様々な筋疾患に対する治療法の開発にも繋がる。本研究はその対象となる疾患を筋肉が原因の疾患のみならず、神経が関与する筋疾患にも拡大できることも示すことができた。さらに、老化に伴う筋萎縮のような問題は高齢者にとって幅広く関わりがあるため、筋萎縮を解決できる可能性を持つ本研究が高齢社会に与えるインパクトは特に大きいと考えている。

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

    (19件)

すべて 2019 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (17件) (うち国際学会 6件、 招待講演 3件)

  • [雑誌論文] Thermally-triggered fabrication of cell sheets for tissue engineering and regenerative medicine2019

    • 著者名/発表者名
      Hironobu Takahashi, Teruo Okano
    • 雑誌名

      Advanced Drug Delivery Reviews

      巻: 138 ページ: 276-292

    • DOI

      10.1016/j.addr.2019.01.004

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Engineered Human Contractile Myofiber Sheets as a Platform for Studies of Skeletal Muscle Physiology2018

    • 著者名/発表者名
      Hironobu Takahashi, Tatsuya Shimizu, Teruo Okano
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 8 号: 1 ページ: 13932-13932

    • DOI

      10.1038/s41598-018-32163-1

    • 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
  • [学会発表] 組織モデルとしての応用を目指した収縮能を有するヒト骨格筋組織の構築2019

    • 著者名/発表者名
      高橋宏信、清水達也、岡野光夫
    • 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
  • [学会発表] Functionalization of a human skeletal muscle tissue construct using a fibrin-based gel for tissue modeling2018

    • 著者名/発表者名
      Hironobu Takahashi, Tatsuya Shimizu, Masayuki Yamato, Teruo Okano
    • 学会等名
      5th TERMIS World Congress 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Engineering a functional muscle tissue using a fibrin-based gel for tissue modeling2018

    • 著者名/発表者名
      Hironobu Takahashi, Tatsuya Shimizu, Masayuki Yamato, Teruo Okano
    • 学会等名
      29th Annual Conference of the European Society for Biomaterials 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] フィブリンゲルを用いたヒト骨格筋組織の機能化と継続的な収縮運動による成熟化2018

    • 著者名/発表者名
      高橋宏信、清水達也、大和雅之、岡野光夫
    • 学会等名
      第40回日本バイオマテリアル学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 組織モデルとしての応用を目指した組織工学手法によるヒト骨格筋組織の構築2018

    • 著者名/発表者名
      高橋宏信、清水達也、大和雅之、岡野光夫
    • 学会等名
      日本動物実験代替法学会第31回大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 機能的な骨格筋組織の構築および継続的な収縮運動が収縮能に及ぼす影響2018

    • 著者名/発表者名
      高橋宏信、清水達也、大和雅之、岡野光夫
    • 学会等名
      第17回日本再生医療学会総会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 細胞シート技術を利用した三次元組織の構造制御手法による生体模倣組織の構築2017

    • 著者名/発表者名
      高橋宏信
    • 学会等名
      第36回日本動物細胞工学会シンポジウム
    • 発表場所
      キャンパスイノベーションセンター(東京都・港区)
    • 年月日
      2017-03-29
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 筋芽細胞の自己配向制御能を利用した骨格筋組織の構築と収縮機能の評価2017

    • 著者名/発表者名
      高橋宏信、清水達也、大和雅之、岡野光夫
    • 学会等名
      第16回日本再生医療学会総会
    • 発表場所
      仙台国際センター(宮城県・仙台市)
    • 年月日
      2017-03-07
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Production of contractile muscle tissue constructs based on cell sheet tissue engineering2017

    • 著者名/発表者名
      Hironobu Takahashi, Tatsuya Shimizu, Masayuki Yamato, Teruo Okano
    • 学会等名
      The Society For Biomaterials 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Micro-fabricated thermoresponsive polymer-grafted surface for producing contractile muscle tissue construct2017

    • 著者名/発表者名
      Hironobu Takahashi, Tatsuya Shimizu, Masayuki Yamato, Teruo Okano
    • 学会等名
      2017 MRS Spring Meeting & Exhibit
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Cell sheet-based tissue engineering for producing a contractile muscle tissue construct2017

    • 著者名/発表者名
      Hironobu Takahashi, Tatsuya Shimizu, Masayuki Yamato, Teruo Okano
    • 学会等名
      28th Annual Conference of the European Society for Biomaterials 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] フィブリンゲルを用いた骨格筋組織の構築と組織モデルとしての応用2017

    • 著者名/発表者名
      高橋宏信、清水達也、大和雅之、岡野光夫
    • 学会等名
      第39回日本バイオマテリアル学会大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 組織構築における配向構造制御のためのバイオインターフェースの設計2017

    • 著者名/発表者名
      高橋宏信、清水達也、大和雅之、岡野光夫
    • 学会等名
      第27回日本MRS年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 3次元組織の配向制御技術の開発と生体模倣組織構築への応用2016

    • 著者名/発表者名
      高橋宏信
    • 学会等名
      日本バイオマテリアル学会シンポジウム2016
    • 発表場所
      福岡国際会議場(福岡県・福岡市)
    • 年月日
      2016-11-21
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 高分子パターニング技術および細胞シート操作技術による3次元組織の構造制御2016

    • 著者名/発表者名
      高橋宏信、清水達也、中山正道、大和雅之、岡野光夫
    • 学会等名
      第65回高分子討論会
    • 発表場所
      神奈川大学(神奈川県・横浜市)
    • 年月日
      2016-09-14
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Production of a contractile muscle tissue construct based on cell sheet technology2016

    • 著者名/発表者名
      Hironobu Takahashi, Tatsuya Shimizu, Masayuki Yamato, Teruo Okano
    • 学会等名
      TERMIS-AP meeting 2016
    • 発表場所
      Tamsui (Taiwan)
    • 年月日
      2016-09-03
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Cell sheet-based tissue engineering for organizing anisotropic muscle tissue constructs produced using microfabricated thermoresponsive materials2016

    • 著者名/発表者名
      Hironobu Takahashi, Tatsuya Shimizu, Masamichi Nakayama, Masayuki Yamato, Teruo Okano
    • 学会等名
      10th World Biomaterials Congress
    • 発表場所
      Montreal (Canada)
    • 年月日
      2016-05-17
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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