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立体臓器チップ構築に向けた細胞単層の自動3D化技術の基盤開発

研究課題

研究課題/領域番号 18K12088
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分90120:生体材料学関連
研究機関岡山理科大学

研究代表者

岩井 良輔  岡山理科大学, フロンティア理工学研究所, 講師 (60611481)

研究分担者 神吉 けい太  岡山理科大学, 工学部, 准教授 (10516876)
船山 麻理菜  大阪公立大学, 生命環境科学研究科, 客員研究員 (30713599)
森脇 健司  弘前大学, 理工学研究科, 准教授 (50707213)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2020年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2019年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2018年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
キーワード臓器チップ / 細胞自己凝集化 / 培養皿加工 / 薬剤応答 / 組織工学 / 動物実験代替 / メカノバイオロジー / 骨格筋組織体 / Organ on a chip / 細胞工学
研究成果の概要

本課題においては、我々の開発した細胞単層の自己凝集化誘導技術(CAT)と任意形状に加工した臓器チップ用の培養区画(チャンバー)を組み合わせることで、血管内皮細胞、骨格筋細胞や軟骨細胞などをチャンバー内に播種して単層形成させるだけで、細胞種の由来組織の形状を有する3次元組織体(毛細血管、骨格筋様のファイバー形状や気管軟骨様のリング形状など)を作製することに成功した。また、CATを誘導する領域をデザインすることで、細胞単層と3次元細胞組織体が連結した特殊な構造体を作製することもできた。一方、CATによって作製した組織体への薬剤添加によって生体組織と同様の反応性を示すことを確認することができた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

全身の薬物動態である吸収、分布、代謝と排泄を評価できる培養系、即ち人体の臓器を培養皿に再現した「生体/臓器チップ」が実現すれば、莫大な試験費用と倫理的な問題を抱える動物実験に代わる次世代の創薬試験系となり得ると期待されている。本研究では、臓器チップのための培養区画内(チャンバー)に機能的な3次元組織体を細胞を播くだけで簡易かつ再現性良く作製することができた。臓器チップを用いた次世代創薬試験系の基盤技術と成り得ると考えている。

報告書

(6件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (44件)

すべて 2023 2022 2021 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (36件) (うち招待講演 6件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Successful tracheal regeneration using biofabricated autologous analogues without artificial supports2022

    • 著者名/発表者名
      Hiwatashi Shohei、Iwai Ryosuke、Nakayama Yasuhide、Moriwaki Takeshi、Okuyama Hiroomi
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 12 号: 1

    • DOI

      10.1038/s41598-022-24798-y

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Fabrication of scaffold-free mesenchyme tissue bands by cell self-aggregation technique for potential use in tissue regeneration2022

    • 著者名/発表者名
      Ota Tomoyuki、Iwai Ryosuke、Kitaguchi Yohei、Takarada Takeshi、Kimata Yoshihiro
    • 雑誌名

      Biomedical Materials

      巻: 17 号: 6 ページ: 065021-065021

    • DOI

      10.1088/1748-605x/ac9c7f

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Optimization of culture protocols of myoblasts and tenocytes for the preparation of skeletal-like muscle-tendon connected tissue2022

    • 著者名/発表者名
      Ayumi Yoshitsuru, Kei Fujiwara, Taiju Yoneda, Yayoi Izu, Shingo Hashimoto, Takeshi Moriwaki and Ryosuke Iwai
    • 雑誌名

      Bull. Inst. Front. Sci. Tech., Okayama Univ. of Sci., No.4

      巻: 4 ページ: 21-24

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] 接着力分布が計測できるフィルムセンサの開発:培養細胞の力モニタリングを目指して2020

    • 著者名/発表者名
      森脇健司, 高野祐哉, 藤崎和弘, 笹川和彦, 太田風輝, 岩井良輔
    • 雑誌名

      第32 回バイオエンジニアリング講演会講演論文集

      巻: 32

    • NAID

      130007864611

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 接着細胞の自己凝集化技術を用いたスキャホールドフリー骨格筋線維構造体の自動作製2020

    • 著者名/発表者名
      太田風輝, 森脇健司, 岩井良輔
    • 雑誌名

      第32 回バイオエンジニアリング講演会講演論文集

      巻: 32

    • NAID

      130007864507

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Adhesion Force Measurement with a Flexible Film-type Sensor.2019

    • 著者名/発表者名
      Takeshi MORIWAKI, Kazuhiro FUJISAKI and Kazuhiko SASAGAWA
    • 雑誌名

      Advanced Experimental Mechanics

      巻: 4

    • NAID

      130007755124

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 立体臓器チップの構築に向けた細胞の自己集合化技術を用いた3次元組織化チャンバーの設計と作製2018

    • 著者名/発表者名
      長島諒, 岩井良輔, 中山泰秀
    • 雑誌名

      The Japanese Journal of Artificial Organs

      巻: 47 ページ: 41-41

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 細胞凝集化技術の開発と生体模倣組織体の作製~再生医療、創薬試験や 研究ツールへの応用を目指して~2023

    • 著者名/発表者名
      岩井良輔
    • 学会等名
      第65回日本平滑筋学会総会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 細胞の自己凝集化技術の開発と組織形成への応用展開2023

    • 著者名/発表者名
      岩井良輔
    • 学会等名
      日本組織培養学会 第95回大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Scaffold-free軟骨リングで強化されたコラーゲンチューブによる気管再生技術~ラットモデルにおける全周性気管置換~2022

    • 著者名/発表者名
      奥山宏臣, 樋渡勝平, 岩井良輔, 中山泰秀
    • 学会等名
      第122回日本外科学会定期学術集会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 動脈瘤治療用途を指向した長尺ファイバー状幹細胞凝集塊の作製と評価2022

    • 著者名/発表者名
      滕 魯鵬, 福島宗一郎, 小泉 誠, 岡野ジェイムス洋尚, 岩井良輔
    • 学会等名
      日本組織培養学会 第94回大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 自己凝集化技術を応用した形状型スキャフォールドフリー三次元培養軟骨の開発2022

    • 著者名/発表者名
      太田智之, 太田智之, 高尾知佳, 岩井良輔, 山田大祐, 北口陽平, 北口陽平, 森脇健司, 中村正裕, 大曽根達則, 木股敬裕, 宝田剛志
    • 学会等名
      第31回日本形成外科学会基礎学術集会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 形成外科領域における細胞自己凝集化技術を用いたスキャフォールドフリー三次元軟骨培養法の開発2022

    • 著者名/発表者名
      北口陽平, 太田智之, 太田智之, 高尾知佳, 岩井良輔, 山田大祐, 藤澤祐樹, 大曽根達則, 森脇健司, 中村正裕, 木股敬裕, 宝田剛志
    • 学会等名
      第31回日本形成外科学会基礎学術集会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Preparation of contrast agent-loaded cell aggregates by using cell self-aggregation technology2022

    • 著者名/発表者名
      Lupeng Teng,Soichiro Fukushima,J. Hirotaka Okano,Ryosuke Iwai
    • 学会等名
      第74回日本生物工学会大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] スキャホールドフリー骨格筋細胞組織体の形成とその発揮力計測2022

    • 著者名/発表者名
      森脇健司, 橋本真悟, 小栗大侑, 岩井良輔
    • 学会等名
      第 33 回バイオフロンティア講演会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 細胞自己凝集化技術を用いたファイバー状細胞凝集塊の作製とex vivo組織培養評価2021

    • 著者名/発表者名
      滕魯鵬, 中桐僚子, 木股敬裕, 岩井良輔
    • 学会等名
      日本組織培養学会 第93回大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 培養毛細血管束を用いた血管毒性評価の可能性2021

    • 著者名/発表者名
      岩井良輔, 杉山晶彦, 橋本真悟
    • 学会等名
      OUSフォーラム2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 荷電高分子で細胞の接着力を制御し凝集化させる~接着細胞の自己凝集化誘導技術の開発と組織工学への応用展開~2020

    • 著者名/発表者名
      岩井良輔
    • 学会等名
      日本生物工学会 生物工学シンポジウム2020
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] One-step fabrication and evaluation of scaffold-free skeletal muscle-like fiber tissues by using a novel cell self-aggregation technology with specifically designed culture chamber2020

    • 著者名/発表者名
      太田風輝, 森脇健司, 岩井良輔
    • 学会等名
      日本生体医工学学会 生体医工学シンポジウム2020
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 細胞自己凝集化技術と培養チャンバー設計による ファイバー状組織体の作製と血管内皮毛細管の配向化検討2020

    • 著者名/発表者名
      橋本真悟, 杉山晶彦, 岩井良輔
    • 学会等名
      第57回日本人工臓器学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 細胞の自己凝集化技術を用いた血管内皮毛細管腔束を有するファイバー状組織体の作製2020

    • 著者名/発表者名
      橋本真悟, 滝澤昇, 杉山晶彦, 岩井良輔
    • 学会等名
      OUSフォーラム2020
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 農医薬スクリーニング用途を指向した細胞の自己凝集化技術を用いた新規の立体細胞組織体作製法の開発2019

    • 著者名/発表者名
      草加直幸, 安部菜月 , 鈴木康平, 広井佳臣, 西野泰斗, 岩井良輔
    • 学会等名
      日本農芸化学会中四国支部 第54回講演会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 細胞の自己凝集化技術を用いた血管毒性試験用の毛細血管球体の作製2019

    • 著者名/発表者名
      橋本真悟, 滝澤昇, 岩井良輔
    • 学会等名
      日本農芸化学会中四国支部 第54回講演会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 接着細胞の自己凝集化技術(CAT)を用いた毛細血管構造を有するスフェロイドの作製2019

    • 著者名/発表者名
      橋本真悟, 滝澤 昇, 岩井良輔
    • 学会等名
      日本組織培養学会 第92回大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Development of a novel cell self-aggregation technology for the quick preparation of 3D cell aggregated tissues having various sizes and shapes2019

    • 著者名/発表者名
      Naoyuki Kusaka, Shingo Hashimoto, Natsuki Abe, Kohei Suzuki, Yoshiomi Hiroi, Taito Nishino, Ryosuke Iwai
    • 学会等名
      The European Society for Artificial Organs Congress 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 接着細胞の自己凝集化技術を用いた3次元毛細血管集合体の作製と形状制御2019

    • 著者名/発表者名
      橋本真悟, 滝澤 昇, 岩井良輔
    • 学会等名
      第71回日本生物工学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] フレキシブルフィルム力分布センサシステムの開発:動物細胞計測に向けて2019

    • 著者名/発表者名
      森脇健司, 岩井良輔, 太田風輝, 藤崎和弘, 笹川和彦
    • 学会等名
      第71回日本生物工学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 接着細胞の自己凝集化誘導技術を用いたファイバー状組織体の作製2019

    • 著者名/発表者名
      橋本真悟, 滝澤昇, 岩井良輔
    • 学会等名
      第7回細胞凝集研究会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 細胞外マトリクス含有培地を用いた血管内皮細胞を含む細胞凝集体作製2019

    • 著者名/発表者名
      福島竜弥, 神吉けい太, 岩井良輔
    • 学会等名
      第7回細胞凝集研究会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 細胞凝集塊自動成形技術を用いた毛細血管含有ファイバー組織体の作製2019

    • 著者名/発表者名
      橋本真悟, 滝澤昇, 杉山晶彦, 岩井良輔
    • 学会等名
      OUSフォーラム2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 細胞凝集塊自動成形技術を用いた骨格筋ファイバー組織体の作製と創薬試験への応用検討2019

    • 著者名/発表者名
      太田風輝, 森脇健司, 岩井良輔
    • 学会等名
      OUSフォーラム2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 接着細胞の自己凝集化技術を用いたスキャホールドフリー骨格筋線維構造体の自動作製2019

    • 著者名/発表者名
      太田風輝, 森脇健司, 岩井良輔
    • 学会等名
      第32回バイオエンジニアリング講演会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 接着力分布が計測できるフィルムセンサの開発:培養細胞の力モニタリングを目指して2019

    • 著者名/発表者名
      森脇健司, 高野祐哉, 藤崎和弘, 笹川和彦, 太田風輝, 岩井良輔
    • 学会等名
      第32回バイオエンジニアリング講演会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 基盤技術の構築2019

    • 著者名/発表者名
      岩井良輔
    • 学会等名
      iBTA再生医療研究会第1回学術集会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 簡便かつ安価に均一かつ大量に細胞凝集塊を作製できる培養皿の開発2019

    • 著者名/発表者名
      岩井良輔
    • 学会等名
      KMSメディカル・アーク2019 with MTO
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 細胞の自己集合化誘導剤とバイオプリンタを用いた新規3D細胞凝集塊作製法の開発2018

    • 著者名/発表者名
      草加直幸,橋本真悟, 岩井良輔
    • 学会等名
      OUSフォーラム2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 細胞二段階凝集法による肝小葉模倣組織作製の可能性2018

    • 著者名/発表者名
      福島竜弥, 岩井良輔, 神吉けい太
    • 学会等名
      日本動物実験代替法学会第31回大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 接着細胞の自己凝集化技術の開発と薬物評価用3D 細胞組織体作製への応用2018

    • 著者名/発表者名
      草加直幸, 橋本慎吾, 太田風輝, 長島諒, 滝澤昇, 安部菜月, 鈴木康平, 広井佳臣, 西野泰斗, 岩井良輔
    • 学会等名
      日本動物実験代替法学会第31回大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 動物細胞の自己凝集化誘導技術の開発と医療応用に向けた取り組み2018

    • 著者名/発表者名
      岩井良輔
    • 学会等名
      次世代アニマルセルインダストリー研究部会 設立記念シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 接着細胞の自己凝集化技術を用いたOrgans on a Chip作製のための組織作製法の開発2018

    • 著者名/発表者名
      岩井良輔
    • 学会等名
      第6回細胞凝集研究会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 培養皿上で人体の組織を再現(生)する~培養細胞から老いへの挑戦状~2018

    • 著者名/発表者名
      岩井良輔
    • 学会等名
      油化学シンポジウム in 岡山
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 接着細胞単層の自動凝集3D化技術の開発とOrgans-on-a-chipへの応用検討2018

    • 著者名/発表者名
      岩井良輔, 長島諒
    • 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(CHEMINAS37)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 接着細胞の自己集合化誘導剤を用いた新規スフェロイド作製法の開発と評価2018

    • 著者名/発表者名
      草加直幸, 安部菜月, 鈴木康平, 広井佳臣, 西野泰斗, 岩井良輔
    • 学会等名
      第56回日本人工臓器学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [図書] セルプロセッシング工学 (増補)2021

    • 著者名/発表者名
      高木 睦、岩井 良輔
    • 総ページ数
      230
    • 出版者
      コロナ社
    • ISBN
      9784339067637
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2024-01-30  

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