| 研究課題/領域番号 |
20H02595
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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 | 横浜市立大学 |
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研究代表者 |
小島 伸彦 横浜市立大学, 理学部, 准教授 (90342956)
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| 研究分担者 |
降幡 知巳 東京薬科大学, 薬学部, 教授 (80401008)
西川 昌輝 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 講師 (40843149)
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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 |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
17,680千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 4,080千円)
2022年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
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: 6,110千円 (直接経費: 4,700千円、間接経費: 1,410千円)
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| キーワード | 好中球 / 骨髄細胞 / MPS / migration / 炎症 / スフェロイド / 生体模倣システム / 障害・疾患モデル |
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| 研究開始時の研究の概要 |
生理学性の高いin vitro培養システムMicrophysiological Systems (MPS＝生体模倣システム)は、医薬品開発の動物実験の代替技術として期待される。炎症応答性を備えたMPSが開発されれば、医薬品の毒性予測について強力なツールとなる。しかし、炎症の生理学的指標となりうる好中球は浮遊細胞であり、MPSにおいてその多様で複雑な挙動を再現する技術が不足していた。
本研究では高粘性な培地を活用して、炎症性サイトカインなどに対する好中球の炎症応答を評価できるMPSを開発する。また、障害/疾患モデルスフェロイドと組み合わせ、障害/疾患と炎症との関係を検証するシステムを構築する。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、骨髄細胞（好中球）の挙動をもって臓器モデルの炎症応答の検出を可能とする炎症評価Microphysiological Systems（MPS）の開発を目的した。平面や3次元環境下（メチルセルロース培地中）において炎症性サイトカインなどに応答する骨髄細胞（好中球）の挙動をトラッキングして評価することに成功した。スフェロイドの形状評価をAIによって行うシステムを構築した。様々な細胞からなる正常および疾患モデルスフェロイドを作製した。これらの要素を組み合わせることで、従来にはない炎症評価MPSを構築できると考えられた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
炎症応答を検出する試験管内システムは、ELISAによる炎症性サイトカインの検出やBoydenチャンバーを通過する好中球の個数を数えるという方法しかなかった。本研究の成果は、好中球の移動距離や移動速度などのパラメータ計測が可能であること、またさまざまな疾患モデルスフェロイドとの組み合わせが可能であることを示している。従来法を大きく超えた高い汎用性・拡張性をもつMPSとなることが期待できる。
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