| 研究課題/領域番号 |
17K01352
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
生体医工学・生体材料学
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| 研究機関 | 山形大学 |
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研究代表者 |
馮 忠剛 山形大学, 大学院理工学研究科, 准教授 (10332545)
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| 研究分担者 |
中村 孝夫 山形大学, 大学院医学系研究科, 教授 (00142654)
小沢田 正 山形大学, 大学院理工学研究科, 教授 (10143083)
梅津 光生 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (90132927)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2019年度)
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| 配分額 *注記 |
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2019年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2018年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2017年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
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| キーワード | 特性調節複合培養基質 / ヒトiPS細胞心筋分化 / 心筋サブタイプ分化誘導 / 再生組織構築 / 中間モジュール法 / 電気・ひずみ刺激 / バイオリアクタ / サッブタイプ心筋細胞分化 / 心室筋細胞分化 / ヒトiPS細胞 / 心室細胞外基質 / 弾性伸縮ナノグラフェン電極 / 動的応力 / 電気刺激 / 心筋細胞分化 / サッブタイプ心筋細胞 / ハイドロゲル / 力学特性 / ヒトiPS細胞分化 / 細胞選択 |
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| 研究成果の概要 |
本研究はiPS細胞の分化誘導、細胞選択及び組織構築をin vivoのように一貫して統合的に模擬する革新的ストラテジーを提唱し、その実現のため、心室組織細胞外マトリクス由来ハイドロゲルをベースとして、形状パターンを有するナノグラフェン薄膜を包埋し、生化学・構造・電気特性が調整できるvECMgel+nGraphene基質を開発した。また、この培養基質により、心臓・血管系細胞の分化誘導を行い、再生組織構築における新たな方法論―中間モジュール法（intermediate module）で、生体組織の階層的な構造を持つ再生心室組織を構築した。分化心室筋細胞の遺伝子発現向上と配向組織化を確認した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究では、vECMgel＋nGraphene培養基質による心臓・血管系の多種細胞の系統的な同時分化誘導および組織発生を目指して、まず独創的な生化学・構造・電気特性が調整できるvECMgel+nGraphene基質を開発した。また、再生組織構築についての新たな方法論―中間モジュール法を提唱しiPS細胞からorganoid発生の新たな研究展開と相まって組織構造発生の本質をつきとめる斬新なストラテジーを実行した。これらの革新的な方法は全ての再生組織構築に利用できることを示唆され、ヒトiPS 細胞をセルソースとする心筋再生組織の構築による心筋症の治療と創薬モデルの開発に極めて有意義な成果を得た。
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