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免疫隔離膜を用いた革新的細胞移植デバイスの研究

研究課題

研究課題/領域番号 16K01362
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 生体医工学・生体材料学
研究機関県立広島大学 (2018)
九州大学 (2016-2017)

研究代表者

安藤 由典  県立広島大学, 公私立大学の部局等(広島キャンパス), 准教授 (80712942)

研究分担者 粂 昭苑  東京工業大学, 生命理工学院, 教授 (70347011)
白木 伸明  東京工業大学, 生命理工学院, 准教授 (70448520)
井藤 彰  九州大学, 工学研究院, 准教授 (60345915)
研究協力者 中路 修平  
小林 悟朗  
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
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2018年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2017年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2016年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワード細胞移植デバイス / 免疫隔離膜 / バイオ人工臓器 / バイオ人工膵臓 / 糖尿病 / β細胞 / 人工臓器
研究成果の概要

細胞移植デバイスに使用するエチレン-ビニルアルコール共重合体製の半透膜の製膜検討を行い、ポアサイズの異なる膜を安定的に作成することが可能となった。ポアサイズの異なる膜を用い、グルコース及び各種タンパクの透過性評価を行い、ポアサイズによりタンパク質の分離が可能なことを明らかにした。IgGが透過しない膜を見出しており、抗体の透過を防げる可能性が示された。更に、いずれの膜でも細胞は透過しないことを確認した。一方、細胞評価のために、ヒトiPS細胞から膵β細胞の作成、評価を行い、作成した膵β細胞が糖の高濃度に依存してインスリンを分泌することを確認した。同細胞をデバイス中に封入し、動物への投与も試みた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

細胞にとって生体内は最も優れた培養環境である。この環境を活かすことができれば移植デバイスは単なるコンテナとしての役割のみならず、in vivo でのCell Processing Centerとして活用でき、細胞の分化誘導・維持培養・機能評価・安全性評価が可能となる。本研究で開発するアクセスポート付き細胞移植デバイスは、免疫隔離膜から構成されており、細胞を免疫から隔離することができるため、免疫不全動物を使用しなくても他家細胞の評価や使用が可能となる上、アクセスポートから安全かつ容易に細胞や薬剤を出し入れ可能である。更に、移植細胞は生体と隔離されており、癌化等のリスクへの対応策ともなり得る。

報告書

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

    (27件)

すべて 2019 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 1件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 4件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (18件) (うち国際学会 4件、 招待講演 8件) 図書 (2件)

  • [雑誌論文] iPS cell elimination in a cell sheet by methionine-free and 42 °C condition for tumor prevention.2018

    • 著者名/発表者名
      Matsuura K, Ito K, Shiraki N, Kume S, Hagiwara N, Shimizu T.
    • 雑誌名

      Tissue Eng Part C Methods.

      巻: 24 号: 10 ページ: 605-615

    • DOI

      10.1089/ten.tec.2018.0228

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Future perspectives for the treatment of diabetes: importance of a regulatory framework.2018

    • 著者名/発表者名
      Tsukamoto K, Cnop M, Mori D, Kume S, Anazawa T, Doi M, Chikazawa K, Matsumaru N
    • 雑誌名

      Ther Innov Regul Sci.

      巻: Sep 3 号: 4 ページ: 535-541

    • DOI

      10.1177/2168479018795854

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Inhibition of Cdk5 Promotes β-cell differentiation from ductal progenitors2018

    • 著者名/発表者名
      Liu KC, Leuckx G, Sakano D, Seymour PA, Mattssona CL, Rautioa L, Verdonck Yannick, Serup P, Kume S, Heimberg H, Andersson O
    • 雑誌名

      Diabetes

      巻: 67 号: 1 ページ: 58-70

    • DOI

      10.2337/db16-1587

    • 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] Erythropoietin facilitates definitive endodermal differentiation of mouse embryonic stem cells via activation of ERK signaling2017

    • 著者名/発表者名
      Kaitsuka T, Kobayashi K, Otsuka W, Kubo T, Hakim F, Wei FY, Shiraki N, Kume S and Tomizawa K
    • 雑誌名

      Am. J. of Physiology - Cell Physiology

      巻: 312 号: 5 ページ: C573-C582

    • DOI

      10.1152/ajpcell.00071.2016

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書 2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] バイオ人工膵臓の臨床試験の現状2017

    • 著者名/発表者名
      安藤 由典
    • 雑誌名

      Organ Biology

      巻: 24(1) ページ: 7-12

    • NAID

      130005520114

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Mild electrical stimulation with heat shock guides differentiation of embryonic stem cells into Pdx1-expressing cells within the definitive endoderm.2017

    • 著者名/発表者名
      Koga T, Shiraki N, Yano S, Suico MA, Morino-Koga S, Sato T, Shuto T, Kume S, Kai H
    • 雑誌名

      BMC Biotechnology

      巻: 17 号: 1 ページ: 14-14

    • DOI

      10.1186/s12896-017-0331-z

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Dopamine D2 receptor-mediated regulation of pancreatic b cell mass.2016

    • 著者名/発表者名
      1.Sakano D, Choi S, Kataoka M, Shiraki N, Uesugi M, Kume K, Kume S
    • 雑誌名

      Stem Cell Reports

      巻: 7 号: 1 ページ: 95-109

    • DOI

      10.1016/j.stemcr.2016.05.015

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] エチレン-ビニルアルコール共重合体製免疫隔離デバイスの開発2019

    • 著者名/発表者名
      川越雅子,佐藤芳雄,小林悟朗,北野裕之,井藤彰,安藤由典,角昭一郎,柴祐司,有馬祐介
    • 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] 多能性幹細胞を用いた膵臓β細胞の再生研究2019

    • 著者名/発表者名
      粂昭苑
    • 学会等名
      臨床医が知っておくべき糖尿病の基礎第53回糖尿病学の進歩
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 多能性幹細胞から膵臓β細胞への分化誘導研究2019

    • 著者名/発表者名
      粂昭苑
    • 学会等名
      糖尿病と再生医療フォーラム in Nagoya
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Development for the macro-encapsulating device for isolation of immune response which is made of Ethylene vinyl alcohol2018

    • 著者名/発表者名
      Masko Kawagoe, Yoshio Satou, Goro Kobayashi, Hiroyuki Kitano, Akira Ito, Yusuke Ando, Yuji Shiba, Shoichiro Sumi
    • 学会等名
      5th Tissue Engineering and Regenerative Medicine International Society World Cogress-2018 Kyoto
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of Immunoisolatory Bioartificial Pancreas2018

    • 著者名/発表者名
      安藤由典
    • 学会等名
      第3回国際産学連携交流会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Generation of pancreatic beta cells from human iPS cells2018

    • 著者名/発表者名
      Shoen Kume
    • 学会等名
      The 16th Asia-Oceania Congress of Endocrinology 2018
    • 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] Insulin supplement is essential in differentiationg human induced pluripotent stem cells into pancreatic beta cells.2018

    • 著者名/発表者名
      Erinn Sim Zixuan, Nobuaki Shiraki, Shoen Kume
    • 学会等名
      The 16th Asia-Oceania Congress of Endocrinology 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] メチオニン除去培養によるヒトiPS細胞分化促進の機序解明2018

    • 著者名/発表者名
      日比滉大、秋山智彦、洪実、白木伸明、粂昭苑
    • 学会等名
      第41回日本分子生物学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Insulin2 タンパクへのQ104del変異導入による自然発症1型糖尿病モデルマウスの作製2018

    • 著者名/発表者名
      Airi Inoue, Daisuke Sakano, Takayuki Enomoto, Mai Imasaka, Seiji Okada, Kimi Araki, Shoen Kume
    • 学会等名
      第41回日本分子生物学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 多能性幹細胞の未分化性維持と分化制御の分子基盤2018

    • 著者名/発表者名
      粂昭苑
    • 学会等名
      第41回日本分子生物学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] エチレン-ビニルアルコール共重合体製移植デバイスの開発・機能性評価2018

    • 著者名/発表者名
      川越雅子、佐藤芳雄、北野裕之、井藤彰、安藤由典、角昭一郎、柴祐司、小林悟朗
    • 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 実施状況報告書
  • [学会発表] 多能性幹細胞から膵β細胞への分化誘導と再生医療への展望2018

    • 著者名/発表者名
      粂昭苑
    • 学会等名
      第7回日本マーモセット研究会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] モノアミンによるヒト膵β細胞分化および成熟化の調節機能を解明2017

    • 著者名/発表者名
      豊田悠暉、荒木菜、坂野大介、粂昭苑
    • 学会等名
      2017年度生命科学系学会合同年次大会Consortium of Biological Sciences 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 多能性幹細胞から膵β細胞への分化誘導シグナル2017

    • 著者名/発表者名
      粂昭苑
    • 学会等名
      第3回生体調節研究所内分泌代謝シンポジウム-ゲノムとエピゲノムの交差点(課題)シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Chemical and metabolic control of pluripotent stem cell differentiation into pancreatic βcells2017

    • 著者名/発表者名
      Shoen Kume
    • 学会等名
      GRE External seminar, Dundee University. Department of Life Sciences and Technology
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 未分化iPS細胞および分化課程における亜鉛の役割2016

    • 著者名/発表者名
      古田 奈央、白木 伸明、荒川 哲大、粂 昭苑
    • 学会等名
      分子生物学会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2016-11-30
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Generation of insulin-producing β-like cells from human iPS cells2016

    • 著者名/発表者名
      Shoen Kume
    • 学会等名
      "Stem cell therapy"11th IDF WPR $ 8th AASD meeting
    • 発表場所
      Taipei
    • 年月日
      2016-10-28
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 多能性幹細胞から膵臓β細胞を創る2016

    • 著者名/発表者名
      粂 昭苑
    • 学会等名
      「細胞を創る」研究会9.0
    • 発表場所
      東京
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [図書] 人工臓器2018第34回教育セミナー(担当:分担執筆, 範囲:人工肝臓の現況)2018

    • 著者名/発表者名
      安藤由典
    • 総ページ数
      137
    • 出版者
      日本人工臓器学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [図書] 新膵臓病学 第2章膵の発生2017

    • 著者名/発表者名
      粂 昭苑
    • 総ページ数
      528
    • 出版者
      南江堂
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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