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血管新生と神経新生の融合による三次元脳組織工学の開拓

研究課題

研究課題/領域番号 18K19937
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分90:人間医工学およびその関連分野
研究機関慶應義塾大学

研究代表者

須藤 亮  慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 准教授 (20407141)

研究期間 (年度) 2018-06-29 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
2019年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2018年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
キーワード三次元培養 / 脳 / 血管新生 / 神経新生
研究成果の概要

本研究では組織工学の観点から、マイクロ流体デバイスを用いた三次元培養によって脳の三次元ユニット構造であるNeurovascular Unit(NVU)を再現することを目的とした。まず血管新生モデルの開発に注力し、次に神経新生モデルと組み合わせる方針で研究を進めた。まず初めに血管および神経それぞれの培養モデルの共通の培養プラットフォームとなるマイクロ流体デバイスを作製し、脳組織工学に適した血管新生モデルを検討した。次に、脳の発生段階を模擬することによって脳血管新生モデルを構築した。これらの結果に基づいて、最終的に血管新生と神経新生の融合に取り組み、三次元NVU培養モデルの構築に成功した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

生体外で脳組織を構築しようとする学術基盤において欠如している三次元脳組織工学を開拓することによって、【神経科学(単一細胞レベル)→三次元脳組織工学(多細胞レベル)→脳オルガノイド培養(組織レベル)】のシームレスな脳組織工学の学問体系を創出し、再生医療・創薬研究への応用に発展させる点に学術的意義がある。また、脳組織工学は、脳機能を解明するための実験モデルとしての役割だけでなく、病気のメカニズムや創薬研究、診断デバイス開発においても重要な位置づけとなる点で社会的意義がある。

報告書

(3件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (18件)

すべて 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 3件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 6件、 招待講演 3件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] Harvard University(米国)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 間質流によって生み出される細胞集団のかたち2020

    • 著者名/発表者名
      須藤 亮
    • 雑誌名

      生物物理

      巻: 60 号: 1 ページ: 025-030

    • DOI

      10.2142/biophys.60.025

    • NAID

      130007790187

    • ISSN
      0582-4052, 1347-4219
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Construction of Continuous Capillary Networks Stabilized by Pericyte-like Perivascular Cells2019

    • 著者名/発表者名
      Kyoko Yamamoto, Kohei Tanimura, Masafumi Watanabe, Hiromu Sano, Hiroyuki Uwamori, Yo Mabuchi, Yumi Matsuzaki, Seok Chung, Roger D. Kamm, Kazuo Tanishita, Ryo Sudo
    • 雑誌名

      Tissue Engineering Part A

      巻: 25 号: 5-6 ページ: 499-510

    • DOI

      10.1089/ten.tea.2018.0186

    • 関連する報告書
      2019 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] Balance of interstitial flow magnitude and vascular endothelial growth factor concentration modulates three-dimensional microvascular network formation2019

    • 著者名/発表者名
      Abe Yoshinori、Watanabe Masafumi、Chung Seok、Kamm Roger D.、Tanishita Kazuo、Sudo Ryo
    • 雑誌名

      APL Bioengineering

      巻: 3 号: 3

    • DOI

      10.1063/1.5094735

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Establishment of an <i>in vitro</i> vascular anastomosis model in a microfluidic device2019

    • 著者名/発表者名
      Masafumi Watanabe, Ryo Sudo
    • 雑誌名

      Journal of Biomechanical Science and Engineering

      巻: 14 号: 3 ページ: 18-00521-18-00521

    • DOI

      10.1299/jbse.18-00521

    • NAID

      130007741719

    • ISSN
      1880-9863
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Comparison of organ-specific endothelial cells in terms of microvascular formation and endothelial barrier functions2019

    • 著者名/発表者名
      Uwamori Hiroyuki、Ono Yuuichi、Yamashita Tadahiro、Arai Ken、Sudo Ryo
    • 雑誌名

      Microvascular Research

      巻: 122 ページ: 60-70

    • DOI

      10.1016/j.mvr.2018.11.007

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Engineering of in vitro vascular anastomosis under vascular endothelial growth factor (VEGF) gradients in a microfluidic device2019

    • 著者名/発表者名
      Masafumi Watanabe, Ryo Sudo
    • 学会等名
      TERMIS (Tissue Engineering and Regenerative Medicine International Society)-EU 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] In vitro 3D tissue engineering using a microfluidic device2019

    • 著者名/発表者名
      Ryo Sudo
    • 学会等名
      Nano LSI Open Seminar
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Microfluidic systems for 3D tissue engineering of cancer and vascular tissues2019

    • 著者名/発表者名
      Ryo Sudo
    • 学会等名
      Microfluidics & Organ-on-a-Chip Asia 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] メソスケールデバイスを用いた灌流による毛細血管網の形態変化の調査2019

    • 著者名/発表者名
      大野航平、菅野隼、山下忠紘、須藤亮
    • 学会等名
      日本機械学会第32回バイオエンジニアリング講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ヒト神経幹細胞由来アストロサイトと血管新生モデルの融合による血液脳関門モデルの開発2019

    • 著者名/発表者名
      木保和也、柴隆太、山下忠紘、須藤亮
    • 学会等名
      日本機械学会第32回バイオエンジニアリング講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] In vitro tissue engineering using 3D microfluidic devices2019

    • 著者名/発表者名
      Ryo Sudo
    • 学会等名
      International Symposium on SSS Laser Processing
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 3D brain angiogenesis platform on a microfluidic device2019

    • 著者名/発表者名
      Kazuya Kibo, Takuya Higuchi, Mizuki Ichikawa, Hiroyuki Uwamori, Tadahiro Yamashita, Ryo Sudo
    • 学会等名
      3rd International Symposium on Nanoarchitectonics for Mechanobiology
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Investigation of a 3D Brain Angiogenesis Model Mimicking CNS Developmental Stages2018

    • 著者名/発表者名
      Kazuya Kibo, Takuya Higuchi, Mizuki Ichikawa, Hiroyuki Uwamori, Ryo Sudo
    • 学会等名
      5th TERMIS (Tissue Engineering and Regenerative Medicine International Society) World Congress
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Creating a 3D brain angiogenesis model with MSCs and neural cells mimicking CNS developmental stages2018

    • 著者名/発表者名
      Kazuya Kibo, Takuya Higuchi, Mizuki Ichikawa, Hiroyuki Uwamori, Ryo Sudo
    • 学会等名
      EMBS Micro and Nanotechnology in Medicine Conference
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 灌流可能な脳微小血管網を用いた三次元血液脳関門モデルの構築2018

    • 著者名/発表者名
      市川瑞紀、須藤亮
    • 学会等名
      日本機械学会 第31回バイオエンジニアリング講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [図書] 臓器チップの技術と開発動向(第7 章  マイクロ流体システムによる血管形成モデルと肝細胞3 次元培養モデルの融合)2018

    • 著者名/発表者名
      酒井康行、金森敏幸 監修 (須藤 亮 分担執筆)
    • 出版者
      シーエムシー出版
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [備考] 慶應義塾大学理工学部システムデザイン工学科須藤研究室ホームページ

    • URL

      http://www.sudo.sd.keio.ac.jp

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

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公開日: 2018-07-25   更新日: 2021-02-19  

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