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複合物理刺激を利用した革新的ヒトiPS細胞培養プロセス創出に関する基盤研究

研究課題

研究課題/領域番号 18K14063
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分27040:バイオ機能応用およびバイオプロセス工学関連
研究機関京都大学

研究代表者

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) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2020年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2018年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
キーワードメカノバイオロジー / ヒトiPS細胞 / ティッシュエンジニアリング / 自己組織化 / 骨格筋 / 培養プロセス / 生物化学工学 / 大量培養 / ヒト多能性幹細胞細胞 / 細胞製造 / 物理刺激 / ヒト幹細胞 / 軟培養面 / 電場 / バイオリアクター / メカノトランスダクション / デバイス
研究成果の概要

ヒトiPS細胞の挙動を制御するための安価な軟培養面の作成に成功し、未分化維持に用いられる高価なサイトカインを添加することなく、培養面の硬さの制御のみによって、ヒトiPS細胞の未分化維持培養ができることを明らかにした。
培養面の硬さおよびECM依存的に、マウス骨格筋芽細胞の自己組織化が誘導されることを明らかにし、ゲルやスキャホールドなどの足場を用いることなく、収縮する人工骨格筋細胞の構築に成功した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

物理刺激のみによってヒトiPS細胞の未分化維持培養ができれば、現在高コストが実用化障壁の1つになっているヒトiPS細胞を用いた細胞治療のための、新たな培養プロセス開発の一助となる。
また、自己組織化を効率的に誘導するプロセスを開発したことによって、より生体内の状態に近い人工骨格筋組織を誘導することができ、世界的な動物実験に対する風当たりの中において、新たな創薬等の研究開発のためのツールとなり得ると考えられる。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (18件)

すべて 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 4件、 招待講演 1件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] A Novel Method for Polyacrylamide Gel Preparation Using N-hydroxysuccinimide-acrylamide Ester to Study Cell-Extracellular Matrix Mechanical Interactions2021

    • 著者名/発表者名
      Kumai Jun、Sasagawa Satoru、Horie Masanobu、Yui Yoshihiro
    • 雑誌名

      Frontiers in Materials

      巻: 8 ページ: 637278-637278

    • DOI

      10.3389/fmats.2021.637278

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Effect of hydrogen peroxide concentration on the maintenance and differentiation of cultured skeletal muscle cells.2021

    • 著者名/発表者名
      Hideaki Fujita, Keisuke Mae, Kouki Nagatani, Masanobu Horie, Eiji Nagamori
    • 雑誌名

      Journal of Bioscience and Bioengineering

      巻: 131 号: 5 ページ: 572-578

    • DOI

      10.1016/j.jbiosc.2020.12.010

    • NAID

      40022568974

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The effect of cell-extracellular matrix interaction on myogenic characteristics and artificial skeletal muscle tissue.2020

    • 著者名/発表者名
      Masanobu Horie, Ran Ding, Sumire Nagasaka, Saki Ohsumi, Kazunori Shimizu, Hiroyuki Honda, Eiji NAGAMORI, Hideaki Fujita, Takuo Kawamoto
    • 雑誌名

      Journal of Bioscience and Bioengineering

      巻: in press 号: 1 ページ: 98-105

    • DOI

      10.1016/j.jbiosc.2020.02.008

    • NAID

      40022293633

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The effect of cell-extracellular matrix interaction on myogenic characteristics and artificial skeletal muscle tissue2020

    • 著者名/発表者名
      Ran Ding, Masanobu Horie, Sumire Nagasaka, Saki Ohsumi, Kazunori Shimizu, Hiroyuki Honda, Eiji Nagamori, Hideaki Fujita, Takuo Kawamoto
    • 雑誌名

      Journal of Bioscience and Bioengineering

      巻: In press

    • NAID

      40022293633

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Linking substrate and nucleus via actin cytoskeleton in pluripotency maintenance of mouse embryonic stem cells2019

    • 著者名/発表者名
      David Brit Gracy、Fujita Hideaki、Yasuda Kyota、Okamoto Kazuko、Panina Yulia、Ichinose Junya、Sato Osamu、Horie Masanobu、Ichimura Taro、Okada Yasushi、Watanabe Tomonobu M
    • 雑誌名

      Stem Cell Research

      巻: 41 ページ: 101614-101614

    • DOI

      10.1016/j.scr.2019.101614

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書 2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Targeted suppression of metastasis regulatory transcription factor SOX2 in various cancer cell lines using a sequence-specific designer pyrrole-imidazole polyamide2019

    • 著者名/発表者名
      Madhu Malinee, Alok Kumar, Takuya Hidaka, Masanobu Horie, Kouichi Hasegawa, Ganesh N Pandian, Hiroshi Sugiyama
    • 雑誌名

      Bioorganic & Medicinal Chemistry

      巻: 28 号: 3 ページ: 115248-115248

    • DOI

      10.1016/j.bmc.2019.115248

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Inkjet micropatterning through horseradish peroxidase-mediated hydrogelation for controlled cell immobilization and microtissue fabrication2019

    • 著者名/発表者名
      Gantumur, Enkhtuul, Kimura, Miyu, Taya, Masahito, Horie, Masanobu, Nakamura, Makoto, Sakai, Shinji
    • 雑誌名

      Biofacrication

      巻: 12 号: 1 ページ: 011001-011001

    • DOI

      10.1088/1758-5090/ab3b3c

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] SOFT SUBSTRATES PROMOTE SELF-RENEWAL OF HUMAN INDUCED PLURIPOTENT STEM CELLS IN BFGF REDUCED CONDITION2020

    • 著者名/発表者名
      Masanobu Horie
    • 学会等名
      International Society for Stem Cell Research Annual Meeting 2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Substrate stiffness dependent growth properties of human iPS cells2019

    • 著者名/発表者名
      Masanobu Horie
    • 学会等名
      Termi-AP 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 高効率ヒトiPS細胞由来骨格筋細胞誘導および組織構築プロセスの開発2019

    • 著者名/発表者名
      Masanobu Horie
    • 学会等名
      JAACT2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Self-organization of mouse myoblast cells mediated by soft substrates and improvement of myotube formations in artificial skeletal muscle2019

    • 著者名/発表者名
      Ran Ding
    • 学会等名
      Termi-AP 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ヒトiPS細胞の筋分化誘導条件の検討2019

    • 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
      化学工学会第84年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 複数素材が適用可能なインクジェット式バイオプリンターを利用した細胞パターニングの構築2018

    • 著者名/発表者名
      Gantumur Enkhtuul、木村美夢、堀江正信、境慎司、中畑雅樹、田谷正仁
    • 学会等名
      化学工学会第50回秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] ヒトiPS細胞由来筋芽細胞の高機能分化誘導法の開発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、河邉佳典、上平正道
    • 学会等名
      化学工学会第50回秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 自己組織化現象を用いた人工骨格筋組織の構築2018

    • 著者名/発表者名
      丁然、堀江正信、川本卓男
    • 学会等名
      化学工学会第50回秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Substrate stiffness dependent growth properties of human induced pluripotent stem cells2018

    • 著者名/発表者名
      Masanobu Horie
    • 学会等名
      Biotechnology Towards Next generation single Cell Analysis
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [図書] 骨格筋社会を核とした筋スマート社会2019

    • 著者名/発表者名
      堀江正信、櫻井英俊
    • 出版者
      シーエムシー
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [備考] 京都大学教育研究活動データベース

    • URL

      https://kyouindb.iimc.kyoto-u.ac.jp/j/oL4aF

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書 2019 実施状況報告書 2018 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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