Living skin-section reconstructed on a microfluidic chip

• 研究課題/領域番号: 19K15415
• 研究種目: 若手研究
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 小区分28050:ナノマイクロシステム関連
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 聶 銘昊 東京大学, 大学院情報理工学系研究科, 助教 (40816485)
• 研究期間 (年度): 2019-04-01 – 2021-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2020年度)
• 配分額: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 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: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
• キーワード: 組織工学 / 組織チップ / 皮膚モデル / マイクロ加工 / organ-on-a-chip / skin section / epidermis culture / air-liquid interface / TEER / Skin / Organ-on-a-chip / BioMEMS / Tissue Engineering / Biofabrication

研究開始時の研究の概要

Skin section (thin slices of skin) is used to evaluate skin microstructure. Traditional skin sections are “dead” samples. Here, we propose to reconstruct a “living” skin-section chip using cultured cells, which can be easily investigated and be used to replace animal tests in drug developments.

研究成果の概要

厚み百ミクロン以下、真皮と表面から構成される皮膚モデル(皮膚切片チップ)を開発しました。これまでの皮膚モデルより薄いため、顕微鏡下の経時観察が可能となり、薬剤や化粧品の分析がしやすくなる可能性を示した。また、マイクロ加工方法を用いて、細胞やゲルなど皮膚モデルを構築する原材料の使用量の低減が出来ました。

研究成果の学術的意義や社会的意義

皮膚モデルは生体皮膚の機能を模倣できる人工組織で、試薬の有効性や安全性などを臨床試験の前段階で使用されている。これまでの皮膚モデルの皮膚組織の厚みは数百ミクロン以上の厚みがあるため、顕微鏡での観察が困難であり、皮膚組織を薄く切断することが必要となる。切断作業には時間や費用の消耗が生じる。本研究は切断作業が必要なく、顕微鏡観察可能な薄型(50ミクロン以下)皮膚モデルを開発しました。

研究成果

• [雑誌論文] Cell-laden microfibers fabricated using μl cell-suspension (2020)
  • 著者名/発表者名: Nie Minghao、Nagata Shogo、Aoyagi Hoshimi、Itou Akane、Shima Ai、Takeuchi Shoji
  • 雑誌名: Biofabrication 巻: 12 号: 4 ページ: 045021-045021
  • DOI: 10.1088/1758-5090/ab89cb
  • 査読あり
• [雑誌論文] Luer-lock valve: A pre-fabricated pneumatic valve for 3D printed microfluidic automation (2020)
  • 著者名/発表者名: Nie Minghao、Takeuchi Shoji
  • 雑誌名: Biomicrofluidics 巻: 14 号: 4 ページ: 044115-044115
  • DOI: 10.1063/5.0020531
  • 査読あり
• [雑誌論文] The bioprinting roadmap (2020)
  • 著者名/発表者名: Wei Sun, Binil Starly, Andrew C Daly, Jason A Burdick, Jurgen Groll, Gregor Skeldon, Wenmiao Shu, Yasuyuki Sakai, Marie Shinohara, Masaki Nishikawa, Jinah Jang, Dong-Woo Cho, Minghao Nie, Shoji Takeuchi, Serge Ostrovidov, Ali Khademhosseini, Roger D Kamm, Vladimir Mironov, Lorenzo Moroni and Ibrahim T Ozbolat
  • 雑誌名: Biofabrication 巻: 12 号: 2 ページ: 022002-022002
  • DOI: 10.1088/1758-5090/ab5158
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] LIVING SKIN-SECTION ON A CHIP (2019)
  • 著者名/発表者名: Minghao Nie, Shoji Takeuchi
  • 学会等名: The 23rd International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences (microTAS 2019)
  • 国際学会
• [産業財産権] 人工多層組織培養デバイスと人工多層組織の製造方法 (2020)
  • 発明者名: ニエ ミンハオ 池村 美咲 竹内 昌治
  • 権利者名: ニエ ミンハオ 池村 美咲 竹内 昌治
  • 産業財産権種類: 特許
  • 出願年月日: 2020