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マイクロデバイスを用いた脳血管―神経の機能発現メカニズムの研究

研究課題

研究課題/領域番号 16K17501
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 ナノマイクロシステム
研究機関京都大学 (2017)
東京大学 (2016)

研究代表者

オケヨ ケネディオモンディ  京都大学, ウイルス・再生医科学研究所, 特定講師 (10634652)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
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: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
キーワード3次元共培養デバイス / 血管ー神経相互作用 / 血液脳関門 / メッシュ培養技術 / 細胞間相互作用 / 密着結合 / マイクロメッシュ培養法 / 異種細胞間相互作用 / 物質輸送
研究成果の概要

血液脳関門(BBB)とは,密着結合した血管内皮細胞と神経細胞によって構成される機構で,脳内に入る物質を厳格に制限し,脳内環境の恒常性維持の役割を担っている.しかし,このBBBは殆どの薬を通さないため,神経変性疾患の治療薬開発の妨げとなっている.本研究では,微細加工技術を駆使し,特に血管内皮細胞と脳細胞の相互作用が可能なBBBモデルを構築し,BBBの選択的物質輸送の仕組み理解を目指した.具体的には,独自開発したマイクロメッシュ培養法を駆使し,BBB機能で主役となっている内皮細胞のシート状組織を開発した.内皮組織のシート化によって観察も,薬の評価も簡単にできるBBBの体外モデルの構築を可能にした.

研究成果の学術的意義や社会的意義

脳内環境は有害物質によって乱されると脳細胞の活動が阻害され,神経変性疾患の発端となる.このため,血液脳関門(BBB)という組織によって守られている.BBBは,脳内毛細血管を構成する内皮細胞が密着結合を形成し,血液から脳内への物質の出入を厳しく制限することで,脳内環境を安定に維持している.しかし,この厳しい物質通過の制限のせいで神経変性疾患をターゲットに開発された薬の殆どが失敗に終わっている.本研究は,このBBBの仕組み理解に役立つモデルを構築し,さらにそれを用いてBBBの働きである選択的物質輸送の仕組みを調べた.将来的には,このモデルを使って事前にBBBを通過できる薬の開発や評価に役立てたい.

報告書

(3件)
  • 2017 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (22件)

すべて 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 4件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (18件) (うち国際学会 17件、 招待講演 4件)

  • [雑誌論文] Nucleosomes exhibit non-uniform unwrapping along native chromatin fibers with increasing salt concentration as revealed by direct imaging in a microfluidic channel2018

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Mori, Kennedy Omondi Okeyo, Masao Washizu and Hidehiro Oana
    • 雑誌名

      Biotechnology Journal

      巻: 13 号: 1 ページ: 1-8

    • DOI

      10.1002/biot.201700245

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Self-organization of human iPS cells into trophectoderm mimicking cysts induced by adhesion restriction using microstructured mesh scaffolds2018

    • 著者名/発表者名
      Kennedy O. Okeyo, Maiko Tanabe, Osamu Kurosawa, Hidehiro Oana, Masao Washizu
    • 雑誌名

      Development, Growth & Differentiation

      巻: 0 号: 3 ページ: 1-13

    • DOI

      10.1111/dgd.12430

    • 関連する報告書
      2017 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] Minimization of cell-substrate interaction using suspended microstructured meshes initiates cell sheet formation by selfassembly organization2016

    • 著者名/発表者名
      Kennedy Omondi Okeyo, Osamu Kurosawa, Hidehiro Oana, Hidetoshi Kotera and Masao Washizu
    • 雑誌名

      Biomed. Phys. Eng. Express

      巻: 2 号: 6 ページ: 065019-065019

    • DOI

      10.1088/2057-1976/2/6/065019

    • 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
  • [雑誌論文] Adhesion patterning by a novel air-lock technique enables localization and in-situ real-time imaging of reprogramming events in one-to-one electrofused hybrids2016

    • 著者名/発表者名
      Shota Sakamoto, Kennedy Okeyo, Satoshi Yamazaki, Osamu Kurosawa, Hidehiro Oana, Hidetoshi Kotera, and Masao Washizu
    • 雑誌名

      Bio microfluidics

      巻: 10(5) 号: 5

    • DOI

      10.1063/1.4965422

    • 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 / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Direct observation-based analysis of compaction stability of individual chromosomes isolated from single mammalian cells2017

    • 著者名/発表者名
      (1)Hidehiro Oana, Tomohiro Takahashi, Kennedy O. Okeyo , Jun Ueda, Masao Washizu
    • 学会等名
      MicroTAS 2017, October 22-26, Savannah, Atlanta USA.
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Induction of stem cell self-assembly by adhesion restriction, Lab-on-a-Chip, Microfluidics & Biosensors Asia 20172017

    • 著者名/発表者名
      Kennedy O. Okeyo,
    • 学会等名
      November 30- December 1, 2017, Taipei, Taiwan.
    • 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] Integrating Microfluidics and Tissue Engineering for Organ-on-a Chip Applications2017

    • 著者名/発表者名
      Kennedy O. Okeyo
    • 学会等名
      , Lab-on-a-Chip and Microfluidics World Congress 2017, Coronado Island, California, USA. Octocber, 2-4, 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] Novel micromesh culture method enables self-assembly cell sheet formation and mechanotransduction,2017

    • 著者名/発表者名
      Osamu Kurosawa, Kennedy O. Okeyo, H. Iwata, and M. Washizu
    • 学会等名
      International Symposium on Nanomedicine 2017, School of Medicine Centennial Hall, Tohoku University, Sendai, Japan. December 13-15, 2017.
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Direct observation-based analysis of compaction stability of individual chromosomes isolated from single mammalian cells2017

    • 著者名/発表者名
      Hidehiro Oana, Tomohiro Takahashi, Kennedy O. Okeyo , Jun Ueda, Masao Washizu,
    • 学会等名
      MiroTAS 2017, October 22-26, Savannah, Atlanta USA.
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Basic Study of iPS Cell Culture Substrate by using Metal Micro Mesh Device2017

    • 著者名/発表者名
      Maiko Tanabe, Kennedy O. Okeyo, Masahiro Okanojo, Hiroko Hanzawa, Masao Washizu, Shizu Takeda
    • 学会等名
      Lab-on-a-Chip and Microfluidics World Congress 2017, Coronado Island, California, USA. Octocber, 2-4, 2017.
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Self-organized Morphological Changes in ES Cells on Adhesion-restricted Substrates2017

    • 著者名/発表者名
      Yuta Ando, Kennedy O. Okeyo, and Taiji Adachi
    • 学会等名
      5th Switzerland-Japan Workshop on Biomechanics (SJB2017), Zermatt, Switzerland, September, 14-17, 2017.
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Fabrication of in vitro tissue/organ models for disease modeling and drug development2017

    • 著者名/発表者名
      Kennedy O. Okeyo
    • 学会等名
      , The 3rd Africa International Biotechnology and Biomedical Conference (AIBBC 2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] マイクロメッシュを基板とする共培養システムを用いた生体内組織挙動の再現2017

    • 著者名/発表者名
      オケヨ・ケネディ・オモンディ,山田快,小穴英廣,鷲津正夫
    • 学会等名
      第34回「センサ・マイクロマシンと応用システム」シンポジウム,広島国際会議場,広島市,2017年,10 月 31 日―11 月 2 日
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Optical Mapping of Epigenetic Information along Intact Chromatin Fibers isolated from Single Cells in a Microchannel2016

    • 著者名/発表者名
      (1)Tomohiro Takahashi, Kennedy O. Okeyo, Masao Washizu, Jun Ueda, Hidehiro Oana
    • 学会等名
      International Symposium on Micro-Nano Science and Technology
    • 発表場所
      The University of Tokyo, Hongo Campus, Tokyo Japan
    • 年月日
      2016-12-16
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Fabrication of bilayer cell sheet structures with direct cross-layer cell-cell contact using the mesh culture technique2016

    • 著者名/発表者名
      Kai Yamada, Kennedy O. Okeyo, Osamu Kurosawa, Hidehiro Oana, and Masao Washizu
    • 学会等名
      International Symposium on Micro-Nano Science and Technology
    • 発表場所
      The University of Tokyo, Hongo Campus, Tokyo, Japan
    • 年月日
      2016-12-16
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Direct Acquisition of Epigenetic Information along Chromatin Fibers Isolated from Single Mammalian Cell2016

    • 著者名/発表者名
      Tomohiro Takahashi, Kennedy O. Okeyo, Masao Washizu, Hidehiro Oana
    • 学会等名
      International Conference on Single Cell Research
    • 発表場所
      The University of Tokyo, Hongo Campus,Tokyo, Japan
    • 年月日
      2016-11-16
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Fabrication of freely standing oriented myotubes using a novel mesh culture method and analysis of calcium dynamics for functionality assay2016

    • 著者名/発表者名
      Kennedy O. Okeyo, Miku Azeyanagi, Osamu Kurosawa, Hidehiro Oana, and Masao Washizu
    • 学会等名
      The 20th International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences
    • 発表場所
      Dublin, Ireland
    • 年月日
      2016-10-09
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Live imaging of somatic nuclear reprogramming using an electrofusion microfluidic device with air-lock patterned adhesion areas for fusant localization,2016

    • 著者名/発表者名
      Shota Sakamoto, Kennedy O. Okeyo, Osamu Kurosawa, Hidehiro Oana, and *Masao Washizu
    • 学会等名
      The 20th International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences
    • 発表場所
      Dublin, Ireland
    • 年月日
      2016-10-09
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Direct Observation of Epigenetic Modifications along Intact Chromatin Fibers of Individual Chromosomes Isolated from Single Cells in a Microfluidic Channel2016

    • 著者名/発表者名
      Tomohiro Takahashi, Kennedy O. Okeyo, Masao Washizu, Jun Ueda, Hidehiro Oana
    • 学会等名
      The 2016 International Conference on Solid State Devices and Materials (SSDM2016)
    • 発表場所
      Tsukuba International Congress Center, Tsukuba, Japan
    • 年月日
      2016-09-26
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Step by step fabrication of biomaterials based on cell adhesion control2016

    • 著者名/発表者名
      Kennedy Omondi Okeyo
    • 学会等名
      Lab-on-a-Chip, Microfluidics & Microarrays World Congress
    • 発表場所
      San Diego, California, USA
    • 年月日
      2016-09-26
    • 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] Mechanical induction of trophoblast-like differentiation in human iPS cells2016

    • 著者名/発表者名
      Kennedy O. Okeyo, Osamu Kurosawa, Satoshi Yamazaki, .Hidehiro Oana, Hidetoshi Kotera, Hiromitsu Nakauchi, and Masao Washizu
    • 学会等名
      Cell Symposium, 10 years of iPSCs
    • 発表場所
      Berkeley, California, USA.
    • 年月日
      2016-09-25
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The shoji technique for cell adhesion control and fabrication of cell sheets2016

    • 著者名/発表者名
      (2)Kennedy O. Okeyo, Kai Yamada, Rina Yanaru, Osamu Kurosawa, Hidehiro Oana, and Masao Washizu
    • 学会等名
      The 77 Japan Society of Applied Physics Autumn Meeting
    • 発表場所
      Toki Messe, Niigata City, Japan
    • 年月日
      2016-09-13
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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