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ヒトiPS細胞を用いた骨格筋ティッシュエンジニアリング技術の開発

研究課題

研究課題/領域番号 17H03469
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 生物機能・バイオプロセス
研究機関名古屋大学 (2019)
九州大学 (2017-2018)

研究代表者

井藤 彰  名古屋大学, 工学研究科, 教授 (60345915)

研究分担者 堀江 正信  京都大学, 環境安全保健機構, 助教 (60727014)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2019年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
2018年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
2017年度: 6,760千円 (直接経費: 5,200千円、間接経費: 1,560千円)
キーワードティッシュエンジニアリング / 骨格筋 / iPS細胞 / 磁性ナノ粒子 / 薬剤スクリーニング
研究成果の概要

骨格筋の最も重要な機能は収縮して力を発生することである。しかし、ヒトiPS 細胞を分化誘導して、収縮力を発揮する成熟した三次元筋組織を作製する方法は確立されていない。本研究では、我々が開発した先進医工学技術「磁性ナノテクノロジー」を基盤として、「動く」三次元筋組織を、ヒトiPS 細胞から構築するプロセスを開発した。本研究で開発される三次元筋組織は、骨格筋の再生医療や筋疾患メカニズムの解明、および筋ジストロフィや加齢性筋委縮(サルコペニア)に対する薬剤スクリーニングに有用であると考えられる。

研究成果の学術的意義や社会的意義

現在iPS 細胞における研究開発の目まぐるしい発展により、再生医療の実用化が推進されている。iPS 細胞は患者の細胞から誘導可能であるため、移植による再生治療や病気の仕組みの解明や薬の開発における再生研究に有用である。今までに、iPS 細胞を筋細胞に分化誘導する手法は報告されているが、三次元筋組織まで構築する一連の技術は確立されていなかった。本研究では、iPS 細胞から「動く」三次元筋組織を誘導する一連の技術を開発した。このことにより、筋肉に対する薬の効果を試験管内で「筋収縮力」を指標に調べることが可能となることから、筋ジストロフィやサルコペニアなどに対する薬の開発に有用であると考えられる。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (19件)

すべて 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 4件、 招待講演 3件) 備考 (3件)

  • [雑誌論文] Novel neuromuscular junction model in 2D and 3D myotubes co-cultured with induced pluripotent stem cell-derived motor neurons2020

    • 著者名/発表者名
      Yoshioka Kantaro、Ito Akira、Kawabe Yoshinori、Kamihira Masamichi
    • 雑誌名

      Journal of Bioscience and Bioengineering

      巻: 129 号: 4 ページ: 486-493

    • DOI

      10.1016/j.jbiosc.2019.10.004

    • NAID

      40022216128

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fabricating Muscle-Neuron Constructs with Improved Contractile Force Generation.2019

    • 著者名/発表者名
      Arifuzzaman M, Ito A, Ikeda K, Kawabe Y, Kamihira M.
    • 雑誌名

      Tissue Engineering Part A

      巻: 印刷中 号: 7-8 ページ: 563-574

    • DOI

      10.1089/ten.tea.2018.0165

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Neural differentiation of mouse induced pluripotent stem cells using cadherin gene-engineered PA6 feeder cells.2019

    • 著者名/発表者名
      Paerhati P, Ito A, Yoshioka K, Iwamoto K, Fujiwara S, Horie M, Kawabe Y, Kamihira M.
    • 雑誌名

      Journal of Bioscience and Bioengineering

      巻: 印刷中 号: 5 ページ: 633-640

    • DOI

      10.1016/j.jbiosc.2018.10.009

    • NAID

      40021891674

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 機能性磁性ナノ粒子の開発と医療分野への応用2019

    • 著者名/発表者名
      井藤 彰
    • 学会等名
      日本生物工学会 中部支部例会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 磁力を用いた三次元筋組織構築とin vitro評価系の開発2019

    • 著者名/発表者名
      井藤 彰、堀江正信、堀田秋津、櫻井英俊
    • 学会等名
      骨格筋スマート社会実現コンソーシアム講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Medical Application of Functional Magnetic Nanoparticles2019

    • 著者名/発表者名
      Akira Ito
    • 学会等名
      International Conference on Materials and Systems for Sustainability 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Magnetic force-based tissue engineering of skeletal muscle2018

    • 著者名/発表者名
      井藤 彰
    • 学会等名
      12th International Conference on the Scientific and clinical Applications of Magnetic Carriers
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ヒトiPS細胞の筋分化誘導条件の検討2018

    • 著者名/発表者名
      吉開 太一,井藤 彰, 池田 一史,吉岡 貫太郎,堀江 正信,櫻井 英俊,堀田 秋津,河邉 佳典,上平 正道
    • 学会等名
      化学工学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 機能性磁性ナノ粒子の開発と医療技術への応用に関する生物工学的研究2018

    • 著者名/発表者名
      井藤 彰
    • 学会等名
      生物工学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Tissue engineering of neuron-muscle constructs by C2C12/PC12 coculture system2018

    • 著者名/発表者名
      Md. Arifuzzaman,Akira Ito,Kazushi Ikeda,Yoshinori Kawabe,Masamichi Kamihira
    • 学会等名
      JAACT2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Magnetic Force-Based Skeletal Muscle Tissue Engineering2018

    • 著者名/発表者名
      Akira Ito,Kantaro Yoshioka,Yoshinori Kawabe,Masamichi Kamihira
    • 学会等名
      JAACT2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Functional magnetic nanoparticles and its application to medical technology2018

    • 著者名/発表者名
      Akira Ito
    • 学会等名
      MRS 28th
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] iPS細胞由来運動神経細胞を含む三次元筋組織の構築2018

    • 著者名/発表者名
      吉岡 貫太郎, 井藤 彰, 河邉 佳典, 上平 正道
    • 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] 筋芽細胞と繊維芽細胞の共培養による人工骨格筋組織の作製2018

    • 著者名/発表者名
      高橋 克成, 井藤 彰, 吉開 太一, 池田 一史, 河邉 佳典, 上平 正道
    • 学会等名
      化学工学会 第83年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Enhancement of contractile activity of C2C12 myotubes co-cultured with PC12 neural cells2017

    • 著者名/発表者名
      Arifuzzaman Md, Ito Akira, Ikeda Kazushi, Kawabe Yoshinori, Kamihira Masamichi
    • 学会等名
      化学工学会 第49回秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 遺伝子改変フィーダー細胞を用いたiPS細胞の運動神経分化誘導2017

    • 著者名/発表者名
      吉岡 貫太郎, 井藤 彰, Paerwen Paerhati, 河邉 佳典, 上平 正道
    • 学会等名
      第69回日本生物工学会 大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [備考] 名古屋大学大学院工学研究科化学システム工学専攻井藤研HP

    • URL

      https://www.material.nagoya-u.ac.jp/ItoLab/research.html

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] 筋ジストロフィ 患者由来iPS細胞を用いた人工筋組織の作製と機能評価

    • URL

      http://www.chem-eng.kyushu-u.ac.jp/lab3/download/rinsho.pdf

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] 筋ジストロフィ患者由来iPS細胞を用いた人工筋組織の作製と機能評価

    • URL

      http://www.chem-eng.kyushu-u.ac.jp/lab3/download/rinsho.pdf

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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