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微小血管循環培養システムの開発とインビトロ癌シミュレーターとしての応用

研究課題

研究課題/領域番号 19H02530
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
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
研究機関国立研究開発法人産業技術総合研究所

研究代表者

杉浦 慎治  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 副連携研究室長 (10399496)

研究分担者 松阪 諭  筑波大学, 医学医療系, 教授 (00372665)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円)
2022年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2021年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2020年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2019年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
キーワード血管 / 組織工学 / 生体模倣システム / 灌流培養 / マイクロ流体デバイス / 癌 / 相互作用 / Organ-on-a-chip / マイクロフルイディクス
研究開始時の研究の概要

本研究では、我々が開発した圧力駆動型循環培養システムをベースとしてンプレスの微小血管組織循環培養系を構築することで、微小血管組織を生理学的な流れ刺激下で培養するとともに、癌の血管新生および浸潤評価へと応用する。将来的には、本研究で発する微小血管組織循環培養システムを癌のインビトロシミュレータとして病態解析や創薬に広く普及させることを目指す。

研究成果の概要

本研究では、圧力駆動型の生体模倣システム(PD-MPS)を用いた微小血管組織の生体外培養における新しい方法を提案した。PD-MPSを使用することで、空気圧を用いてハイドロゲルに培養液を浸透させながら血管組織を形成することが可能であり、血管組織の形成を促進することが示された。HUVECとMSCを包埋したフィブリンゲルを用いて、2kPaの加圧で培養液を灌流し、血管組織の形成を確認した。また、血管組織の形成に伴い、培養液の流量の増加が確認された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

この研究は、圧力駆動型の生体模倣システム(PD-MPS)を使用して微小血管組織の生体外培養において新たな方法を提案した。この手法は、血管組織が確実に形成された後に灌流を行わないと、血管組織が破壊される恐れのある従来の方法よりも簡便かつ効果的であることが示された。この手法は、将来的に血液脳関門モデルやオルガノイド培養、がんの転移試験等への利用が期待される微小血管の生体外培養系の開発に貢献することができる。

報告書

(5件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 研究成果

    (4件)

すべて 2022 2021 2020

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

  • [雑誌論文] Fabrication of hollow structures in photodegradable hydrogels using a multi-photon excitation process for blood vessel tissue engineering2020

    • 著者名/発表者名
      U. Watanabe, S. Sugiura, M. Kakehata, F. Yanagawa, T. Takagi, K. Sumaru, T. Satoh, M. Tamura, Y. Hosokawa and K. Torizuka
    • 雑誌名

      Micromachines

      巻: 11 号: 7 ページ: 679-679

    • DOI

      10.3390/mi11070679

    • 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] Stepwise construction of dynamic microscale concentration gradients around hydrogel-encapsulated cells in a microfluidic perfusion culture device2020

    • 著者名/発表者名
      S. Yamahira, T. Satoh, F. Yanagawa, M. Tamura, T. Takagi, E. Nakatani, Y. Kusama, K. Sumaru, S. Sugiura and T. Kanamori
    • 雑誌名

      Royal Society Open Science

      巻: 7 号: 7 ページ: 200027-200027

    • DOI

      10.1098/rsos.200027

    • 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
  • [学会発表] 圧力駆動型生体模倣システムによる微小血管組織の構築2022

    • 著者名/発表者名
      杉浦 慎治、進 和美
    • 学会等名
      化学とマイクロ・ナノシステム学会 第46回研究会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 圧力駆動型生体模倣システム(PD-MPS)の開発2021

    • 著者名/発表者名
      杉浦 慎治
    • 学会等名
      第17回 PhotoLIFEワークショップ
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2024-01-30  

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