| 研究課題/領域番号 |
20H02594
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分28050:ナノマイクロシステム関連
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
オケヨ ケネディオモンディ 京都大学, 医生物学研究所, 講師 (10634652)
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| 研究分担者 |
小穴 英廣 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (20314172)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
中途終了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
17,940千円 (直接経費: 13,800千円、間接経費: 4,140千円)
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: 6,110千円 (直接経費: 4,700千円、間接経費: 1,410千円)
2020年度: 7,800千円 (直接経費: 6,000千円、間接経費: 1,800千円)
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| キーワード | 血液脳関門 / 細胞間相互作用 / 接着環境制御 / 細胞間接着 / 共培養システム / 生体模倣システム / ペリサイト / 血管内皮細胞 / 共培養 / 密着結合 / アストロサイト / TEER測定 / 細胞シート / 三次元培養 / マイクロメッシュ培養法 / 細胞接着制御 / 血管細胞シート / 選択的物質輸送 / 経上皮電気抵抗 / ３次元培養 / 脳幹細胞 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
認知症・神経変性疾患・脳血管疾患などの神経疾患の有病率が増大の一途を辿っている．しかし，神経疾患の多くは難治性であり，それらの発症メカニズムが分かっていない．本研究では，脳内環境の恒常性維持を担う血液脳関門（blood-brain barrier，BBB）に着目し，独自技術「マイクロメッシュ培養法」によりその基本構造を再現した３次元体外モデルを構築することで，BBBの選択的物質輸送機構を研究する．
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| 研究実績の概要 |
血液脳関門(BBB)は，脳内毛細血管の内皮細胞が形成する密着結合からなる強力なバリアであり，血液から脳内への物質通過を極力制限することにより，脳内恒常性維持を担っている。BBBの選択的物質輸送機能はその構成細胞である血管内皮細胞，周皮細胞およびアストロサイトの直接コンタクトを介した相互作用により調節されると考えられているが，これを体外で再現してBBBの機能解明に繋げることがまだ実現されていない。 そこで，本研究では，BBBのバリア機能の仕組みとその調節メカニズム解明に向け，BBBの構成細胞が物理的にコンタクトして相互作用しうる３次元BBBモデルの実現を目指した。そのため，我々が開発したマイクロメッシュ培養法を用い，強固な密着結合が形成された血管内皮細胞シートを作製し、それを生かすアプローチを取った。具体的には，マイクロメッシュ上で血管内皮細胞シートの自己組織化を誘導し，その上に直接周皮細胞を播種することで血管内皮細胞と周皮細胞の共培養構造をまず作製した。次に，マトリゲル包埋のアストロサイトを加えることで脳側の細胞と血管内皮細胞が自由にコンタクトしうる３次元共培養システムを構築した。免疫染色および経内皮電気抵抗法（TEER法）により細胞間結合を経時的に評価した結果，血管内皮細胞シートの形成とその後の成熟過程においてTEER値の上昇が確認され，細胞間結合が時間とともに強化されることが分かった。さらに，３次元システムにおいて，周皮細胞およびアストロサイトがそれぞれ血管内皮細胞シートに接着している様子が確認され，TEER値のさらなる上昇も認められた。これらの結果より，BBBの構成細胞が織りなす直接相互作用がそのバリア能の強化に影響を与えていることが示唆された。今後，本研究で実現したモデルがBBBの選択的物質輸送のメカニズム解明あるいは薬剤スクリーニングに活用されることが期待できる。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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