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組織-組織間相互作用の発現機構を解明するためのヒトインビトロ生体システムの構築

研究課題

研究課題/領域番号 19K12793
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90110:生体医工学関連
研究機関福井工業大学

研究代表者

古澤 和也  福井工業大学, 環境情報学部, 教授 (00510017)

研究分担者 大能 俊久  福井工業大学, 環境情報学部, 准教授 (60390902)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2019年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワード再生組織 / モデル実験系 / コラーゲン / 肝機能 / 尿素代謝 / 腸上皮 / 組織工学 / 生体材料 / 組織間相互作用 / 共培養 / コラーゲンゲル / 構造機能相関 / 腸-肝相互作用 / 再生腸上皮組織 / 再生肝組織 / インビトロ生体システム / 組織―組織間相互作用 / 階層構造
研究開始時の研究の概要

私たちのからだは心臓や肝臓などいろいろな組織や臓器でできています。これらの組織はお互いに協力することで、食べ物の消化、栄養の吸収、体内環境の維持、そして私たちのからだをリニューアルするなどの複雑な機能を生み出しています。このような、複雑な機能はどのようにして生まれるのでしょうか?この謎を解明するためには、組織と組織がどのように協力して、より複雑な機能を獲得するのかを知る必要があります。そのために、本研究では、細胞とゲル(ゼリー状の素材)を組み合わせることで人工的に肝組織や腸上皮組織を作り出します。そして、それぞれの組織を組み合わせることで、お互いの組織の協調性が現れるメカニズムを解明します。

研究成果の概要

この研究では細胞とゼリー状の素材と一緒に培養して、肝臓や腸のミニチュアを作製し、それぞれを接着することでヒトの体内環境を培養容器中に再現する方法を開発しました。肝臓と腸のミニチュアを同じ培養容器内で接着させて培養すると、腸のミニチュアで代謝に関わる酵素(CYP3A4)が単純な培養皿での培養よりも強く作られることがわかりました。また、ゼリー状素材の形を変えて肝臓のミニチュア組織を作ると、そのかたちによって尿素代謝や血中成分の合成などの肝臓の機能を制御できることがわかりました。

研究成果の学術的意義や社会的意義

この研究の成果は、栄養成分や薬品など体に影響を及ぼす物質の性質をより生体内に近い環境で調べる実験方法の確立につながります。

報告書

(4件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (18件)

すべて 2022 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 1件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Development of Living “Bio-Robots” for Autonomous Actuations2022

    • 著者名/発表者名
      Furusawa Kazuya、Teramae Ryo、Ohashi Hirono、Shimizu Masahiro、Department of Applied Chemistry and Food Science, Fukui University of Technology 3-6-1 Gakuen, Fukui, Fukui 910-8505, Japan、Department of System Innovation, Osaka University 1-2 Machikaneyama-cho, Toyonaka, Osaka 560-0043, Japan
    • 雑誌名

      Journal of Robotics and Mechatronics

      巻: 34 号: 2 ページ: 279-284

    • DOI

      10.20965/jrm.2022.p0279

    • ISSN
      0915-3942, 1883-8049
    • 年月日
      2022-04-20
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Polyanion-induced, microfluidic engineering of fragmented collagen microfibers for reconstituting extracellular environments of 3D hepatocyte culture2021

    • 著者名/発表者名
      Utoh Rie、Enomoto Sakiko、Yamada Masumi、Yamanaka Keigo、Yajima Yuya、Furusawa Kazuya、Seki Minoru
    • 雑誌名

      Materials Science and Engineering: C

      巻: 129 ページ: 112417-112417

    • DOI

      10.1016/j.msec.2021.112417

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Formation of Multi-Channel Collagen Gels Investigated Using Particle Tracking Microrheology2021

    • 著者名/発表者名
      Junta Yonemoto, Yasuyuki Maki, Isabel Koh, Kazuya Furusawa, Masahiko Annaka
    • 雑誌名

      Biomacromolecules

      巻: 22 号: 9 ページ: 3819-3826

    • DOI

      10.1021/acs.biomac.1c00666

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Osmotic gradients induce stable dome morphogenesis on extracellular matrix2020

    • 著者名/発表者名
      Ishida-Ishihara Sumire、Akiyama Masakazu、Furusawa Kazuya、Naguro Isao、Ryuno Hiroki、Sushida Takamichi、Ishihara Seiichiro、Haga Hisashi
    • 雑誌名

      Journal of Cell Science

      巻: 133 号: 14 ページ: 243865-243865

    • DOI

      10.1242/jcs.243865

    • NAID

      120007124455

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 次世代畜産技術としての培養肉技術の基礎的研究2020

    • 著者名/発表者名
      古澤和也, 木村恒久, 西嶋茂宏
    • 雑誌名

      福井工業大学研究紀要

      巻: 50 ページ: 353-357

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effects of Mechanical Properties and Morphologies of Collagen Hydrogels on Tissue Hierarchical Structures of 3D Engineered Muscle Tissues2019

    • 著者名/発表者名
      Kazuya Furusawa
    • 雑誌名

      2019 International Symposium on Micro-NanoMechatronics and Human Science

      巻: - ページ: 69-71

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] コラーゲンゲルの構造が再生肝組織の機能に及ぼす影響2021

    • 著者名/発表者名
      古澤和也 新谷燿也 大能俊久
    • 学会等名
      第31回日本MRS年次大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] コラーゲン水溶液のゲル化と相分離の共役2021

    • 著者名/発表者名
      古澤和也
    • 学会等名
      第69回レオロジー討論会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 食肉の階層構造を再現した培養肉製造技術の開発2021

    • 著者名/発表者名
      古澤和也 木村恒久 西嶋茂宏
    • 学会等名
      日本食品科学工学会 第68回大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 粒子追跡法を用いた多管構造コラーゲンゲル形成のレオロジー2021

    • 著者名/発表者名
      槇靖幸 米本純太 安中雅彦 古澤和也
    • 学会等名
      第44回日本バイオレオロジー学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 多管構造を持つコラーゲンゲルを使ったヒト大脳オルガノイドの構築2021

    • 著者名/発表者名
      古澤和也
    • 学会等名
      第44回日本バイオレオロジー学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] ロボットのようなニンゲン?それともニンゲンのようなロボット?2020

    • 著者名/発表者名
      古澤和也
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス講演会2020 in Kanazawa, Robomech2020
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] コラーゲンゲルの力学特性と階層構造が再生筋組織の筋分化に与える影響2020

    • 著者名/発表者名
      古澤和也
    • 学会等名
      第68回レオロジー討論会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 多管構造を持つコラーゲンゲルを用いた再生腸上皮組織の構築2020

    • 著者名/発表者名
      古澤和也
    • 学会等名
      第30回日本MRS年次大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 複雑な階層構造を持つ再生筋組織の構築2019

    • 著者名/発表者名
      古澤和也
    • 学会等名
      第29回 日本MRS年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] マルチチャネルコラーゲンゲルを用いた三次元再生組織の構築2019

    • 著者名/発表者名
      古澤和也
    • 学会等名
      第68回高分子討論会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 生体高分子水溶液の相挙動制御と組織工学への応用2019

    • 著者名/発表者名
      古澤和也
    • 学会等名
      ACS on Campus Fukui University of Technology
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Effects of Mechanical Properties and Morphologies of Collagen Hydrogels on Tissue Hierarchical Structures of 3D Engineered Muscle Tissues2019

    • 著者名/発表者名
      Kazuya Furusawa
    • 学会等名
      2019 International Symposium on Micro-NanoMechatronics and Human Science
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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