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"Body-on-a-chip"の実現に資する血管網による組織統合法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 16K16386
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 生体医工学・生体材料学
研究機関東北大学 (2017-2018)
京都大学 (2016)

研究代表者

梨本 裕司  東北大学, 学際科学フロンティア研究所, 助教 (80757617)

研究協力者 横川 隆司  
鳥澤 勇介  
珠玖 仁  
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
3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2018年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2017年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2016年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワードBody-on-a-chip / 組織モデル / マイクロ流体デバイス / 血管 / スフェロイド / 細胞凝集塊 / オルガノイド / 血管網 / Organ-on-a-chip / Microfluidic device / 組織培養 / マイクロ・ナノデバイス / 細胞・組織 / バイオテクノロジー / システムオンチップ / 薬理学
研究成果の概要

本研究課題では,マイクロ流体デバイス内で,組織モデルを灌流可能な血管網で統合し,生体の薬理動態を模したBody-on-a-chipの構築を目指した.肺の間質組織,および腫瘍組織の血管導入法を確定させるとともに,抗がん剤を投与した際の応答を評価した.検討した結果,血管による栄養,酸素の送達効果に起因すると考えられる細胞機能の促進が観察され,本手法が既存手法には無い特徴を有していることが確認できた.また,各組織を統合するためのマイクロ流体デバイスを作製し,血管化を検討,実現した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

生体内の各組織は血管網で結ばれており,相互に作用している.これまで,肺,肝臓,腎臓といった各組織のモデルは報告されていたが,それらを結ぶ血管の構築は報告されていなかった.本研究では,マイクロ流体技術を利用して,組織の血管化技術を開発するとともに,それらを統合する新たなデバイスを開発,実現した.

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

    (31件)

すべて 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 2件、 査読あり 5件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (20件) (うち国際学会 9件、 招待講演 3件) 図書 (3件) 備考 (2件)

  • [国際共同研究] Michigan University(米国)

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Perfusable Vascular Network with a Tissue Model in a Microfluidic Device2018

    • 著者名/発表者名
      Nashimoto Yuji、Teraoka Yukako、Banan Sadeghian Ramin、Nakamasu Akiko、Arima Yuichiro、Hanada Sanshiro、Kotera Hidetoshi、Nishiyama Koichi、Miura Takashi、Yokokawa Ryuji
    • 雑誌名

      Journal of Visualized Experiments

      巻: - 号: 134

    • DOI

      10.3791/57242

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Intracellular electrochemical sensing2018

    • 著者名/発表者名
      Kosuke Ino, Yuji Nashimoto, Noriko Taira, Javier Ramon Azcon, Hitoshi Shiku
    • 雑誌名

      Electroanalysis

      巻: 30 号: 10 ページ: 2195-2209

    • DOI

      10.1002/elan.201800410

    • 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] Engineering of vascularized 3D cell constructs to model cellular interactions through a vascular network2018

    • 著者名/発表者名
      Emi Sano, Chihiro Mori, Yuji Nashimoto, Ryuji Yokokawa, Hidetoshi Kotera, and Yu-suke Torisawa
    • 雑誌名

      Biomicrofluidics

      巻: Accepted

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 組織の形態形成解明に資するマイクロ流体デバイス内での血管網の構築とその応用2018

    • 著者名/発表者名
      梨本裕司、寺岡佑佳子、有馬勇一郎、花田三四郎、中益朗子、小寺秀俊、西山功一、三浦岳、横川隆司
    • 雑誌名

      電気学会 論文誌E

      巻: In press

    • NAID

      130007386927

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Integrating Perfusable Vascular Networks with A Three-Dimensional Tissue in A Microfluidic Device2017

    • 著者名/発表者名
      Yuji Nashimoto, Tomoya Hayashi, Itsuki Kunita, Akiko Nakamasu, Yu-suke Torisawa, Masamune Nakayama, Hisako Takigawa-Imamura, Hidetoshi Kotera, Koichi Nishiyama, Takashi Miura and Ryuji Yokokawa
    • 雑誌名

      Integrative Biology

      巻: 印刷中 号: 6 ページ: 506-518

    • DOI

      10.1039/c7ib00024c

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] マイクロ流体デバイスにおける血管化スフェロイドの作製と培養条件の検討2018

    • 著者名/発表者名
      寺井崇人,梨本裕司,伊野浩介,西山功一,横川隆司,三浦岳,珠玖仁
    • 学会等名
      化学とマイクロ・ナノシステム学会 第38回研究
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Electrochemical detection in micro/nano-systems: from cell analysis to characterization of energy materials2018

    • 著者名/発表者名
      伊野浩介,熊谷明哉,梨本裕司,甲斐洋行
    • 学会等名
      The 22nd International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences
    • 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] Vascular network formation on electrochemical devices2018

    • 著者名/発表者名
      日野翔太,伊野浩介,梨本裕司,珠玖仁
    • 学会等名
      化学系学協会東北大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Optimizing conditions for electrochemical evaluation of vascularized spheroid in a microfluidic device2018

    • 著者名/発表者名
      寺井崇人,梨本裕司,伊野浩介,西山功一,横川隆司,三浦岳,珠玖仁
    • 学会等名
      化学系学協会東北大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] マイクロ・ナノデバイスを用いた血管機能制御/評価法の開発2018

    • 著者名/発表者名
      梨本裕司
    • 学会等名
      細胞凝集研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] マイクロ・ナノシステムを利用した血管機能解析技術の創出2018

    • 著者名/発表者名
      梨本裕司
    • 学会等名
      化学とマイクロ・ナノシステム学会 第37回研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 電気化学デバイス上での血管内皮細胞培養2018

    • 著者名/発表者名
      日野翔太,伊野浩介,梨本裕司,珠玖仁
    • 学会等名
      化学とマイクロ・ナノシステム学会 第38回研究
    • 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血管網に対するペリサイトの影響の評価2018

    • 著者名/発表者名
      寺岡佑佳子、Ericson Scott、梨本裕司、新宅博文、小寺秀俊、横川隆司、中益朗子、三浦 岳、花田三四郎、西山功一
    • 学会等名
      平成30年電気学会全国大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Development of three-dimensional tumor model with a perfusable vasculature using a microfluidic device2017

    • 著者名/発表者名
      Yuji Nashimoto, Yukako Teraoka, Yuichiro Arima, Akiko Nakamasu, Yu-suke Torisawa, Hidetoshi Kotera, Koichi Nishiyama, Takashi Miura, Ryuji Yokokawa
    • 学会等名
      The 18th International Congress of Developmental Biology (ISDB 2017)
    • 発表場所
      National University of Singapore, Singapore
    • 年月日
      2017-06-18
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Perfusion culture of a three-dimensional tumor model with vasculature using a microfluidic device2017

    • 著者名/発表者名
      Yuji Nashimoto, Masamune Nakayama, Yukako Teraoka, Akiko Nakamasu, Yuichiro Arima, Yu-suke Torisawa, Hidetoshi Kotera, Koichi Nishiyama, Takashi Miura, Ryuji Yokokawa
    • 学会等名
      日本化学会 第97春季年会 (2017)
    • 発表場所
      慶應義塾大学 日吉キャンパス
    • 年月日
      2017-03-16
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] ENGINEERING A THREE-DIMENSIONAL TISSUE MODEL WITH A PERFUSABLE VASCULATURE IN A MICROFLUIDIC DEVICE2017

    • 著者名/発表者名
      Yuji Nashimoto, Itsuki Kunita, Akiko Nakamasu, Yu-suke Torisawa, Masamune Nakayama, Hidetoshi Kotera, Koichi Nishiyama, Takashi Miura, and Ryuji Yokokawa
    • 学会等名
      The 30th IEEE International Conference on Micro Electro Mechanical Systems (MEMS 2017)
    • 発表場所
      Rio Las Vegas Hotel and Casino, USA
    • 年月日
      2017-01-22
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Perfusion culture through a vasculature constructed in a tumor spheroid2017

    • 著者名/発表者名
      Yuji Nashimoto, Yukako Teraoka, Akiko Nakamasu, Sanshiro Hanada, Yuichiro Arima, Yu-suke Torisawa, Hidetoshi Kotera, Koichi Nishiyama, Takashi Miura, Ryuji Yokokawa
    • 学会等名
      The 21st International Conference on Miniaturized System for Chemistry and Life Sciences (MicroTAS 2017)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Investigation for the effect of shear stress on angiogenesis using on-chip 3D vasculature2017

    • 著者名/発表者名
      Masamune Nakayama, Yukako Teraoka, Yuji Nashimoto, Akiko Nakamasu, Sanshiro Hanada, Yuichiro Arima, Yu-suke Torisawa, Hidetoshi Kotera, Koichi Nishiyama, Takashi Miura, Ryuji Yokokawa
    • 学会等名
      2017 Biomedical Engineering Society (BMES) Annual Meeting
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of three-dimensional tumor model with a perfusable vasculature using a microfluidic device2017

    • 著者名/発表者名
      Yuji Nashimoto, Yukako Teraoka, Yuichiro Arima, Akiko Nakamasu, Yu-suke Torisawa, Hidetoshi Kotera, Koichi Nishiyama, Takashi Miura, Ryuji Yokokawa
    • 学会等名
      18th International Congress of Developmental Biology (ISDB 2017)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Angiogenesis derived from shear stress optimized by a microfluidic device2017

    • 著者名/発表者名
      Y. Teraoka, M. Nakayama, Y. Nashimoto, A. Nakamasu, S. Hanada, Y. Arima, Y. Torisawa, H. Kotera, K. Nishiyama, T. Miura and R. Yokokawa
    • 学会等名
      The 21st International Conference on Miniaturized System for Chemistry and Life Sciences (MicroTAS 2017)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 灌流可能な血管を有するオンチップ腫瘍モデルの創出2017

    • 著者名/発表者名
      梨本裕司,寺岡佑佳子,有馬勇一朗,花田三四郎,中益朗子,鳥澤勇介,小寺秀俊,西山功一,三浦岳,横川隆司
    • 学会等名
      「センサ・マイクロマシンと応用システム」シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 3D血管網を用いた剪断応力の知覚と伝達による血管新生評価システム2017

    • 著者名/発表者名
      寺岡佑佳子、中山雅宗、梨本裕司、中益朗子、花田三四郎、有馬勇一朗、鳥澤 勇介、新宅博文、小寺英俊、西山功一、三浦岳、横川隆司
    • 学会等名
      「センサ・マイクロマシンと応用システム」シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 灌流可能な血管網を利用した腫瘍環境の模倣2017

    • 著者名/発表者名
      梨本裕司, 中益朗子,有馬勇一郎,鳥澤勇介,中山雅宗, 寺岡佑佳子,小寺秀俊,西山功一,三浦岳,横川隆司
    • 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
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Development of a perfusable vascularization method for organoid culture using a microfluidic device2016

    • 著者名/発表者名
      Yuji Nashimoto, Itsuki Kunita, Akiko Nakamasu, Yu-suke Torisawa, Masamune Nakayama, Hidetoshi Kotera, Koichi Nishiyama, Takashi Miura and Ryuji Yokokawa
    • 学会等名
      Organoids symposium: Modelling Organ Development and Disease in 3D Culture
    • 発表場所
      EMBL Heidelberg, Germany
    • 年月日
      2016-10-12
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Angiogenic sprouts reconstitute perfusable vascular networks inside a three-dimensional spheroid2016

    • 著者名/発表者名
      Yuji Nashimoto, Itsuki Kunita, Akiko Nakamasu, Yu-suke Torisawa, Masamune Nakayama, Hisako Takigawa-Imamura, Hidetoshi Kotera, Koichi Nishiyama, Takashi Miura and Ryuji Yokokawa
    • 学会等名
      The 8th International Conference on Microtechnologies in Medicine and Biology
    • 発表場所
      Seoul National University, Korea
    • 年月日
      2016-04-20
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [図書] 三次元培養における培養手法と周辺技術動向2019

    • 著者名/発表者名
      梨本裕司,伊野浩介,平典子,珠玖仁
    • 総ページ数
      15
    • 出版者
      情報機構
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [図書] 臓器チップの技術と開発動向2018

    • 著者名/発表者名
      梨本裕司,横川隆司
    • 総ページ数
      10
    • 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] Organ on a chip: 動物実験に替わる薬物の新たな評価手法と効果予測法2017

    • 著者名/発表者名
      鳥澤勇介,梨本裕司,横川隆司
    • 出版者
      社団法人日本分析化学会
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [備考] 梨本裕司 助教 化学とマイクロ・ナノシステム学会「若手優秀賞」

    • URL

      http://www.fris.tohoku.ac.jp/feature/topics/detail---id-458.html

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] 所属研究室HP

    • URL

      http://www.ksys.me.kyoto-u.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2016-04-21   更新日: 2022-02-16  

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