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新奇なオンゲル共培養法を用いた脳スフェロイドへの血管網構造構築原理の探索

研究課題

研究課題/領域番号 20K05236
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
研究機関大阪公立大学 (2022-2023)
大阪府立大学 (2020-2021)

研究代表者

森 英樹  大阪公立大学, 大学院理学研究科, 准教授 (30450894)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023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)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2020年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワードコラーゲンゲル / 粘弾性 / 血管内皮細胞 / 神経幹細胞 / ハイドロゲル / スフェロイド / 血管形成
研究開始時の研究の概要

本研究は神経幹細胞によって形成されるニューロスフェアや多能性幹細胞から誘導された脳オルガノイド内に血管網を構築する方法の糸口を見つけるために、脳スフェロイド(ニューロスフェア、脳オルガノイド)と血管形成細胞の共培養・浸潤評価系を作製し、血管形成細胞の浸潤および血管網構造形成条件を探ることを目的としている。脳スフェロイドを接着させた柔らかい高分子ハイドロゲルと、血管形成細胞が接着できるコラーゲンゲルを組み合わせた新規共培養法(オンゲル共培養法)で培養した細胞を経時的に撮影、挙動解析によって、血管形成細胞がスフェロイド内に浸潤或いは網目状に展開できる条件の取得を目指す。

研究成果の概要

本研究では、脳オルガノイド内に血管網を構築する方法の糸口を見つけるために、ハイドロゲル上で脳スフェロイド(ニューロスフェア、脳オルガノイド)と血管形成細胞の共培養・浸潤アッセイ系を作製し、脳スフェロイドへの血管形成細胞の浸潤などの細胞形態の変化を調べた。
足場材料となるコラーゲンゲル表面へのUV架橋の有無によって、脳スフェロイドと共培養した血管内皮細胞の増殖および移動、伸展に変化があることを見つけた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

多能性幹細胞から培養によって形成された脳オルガノイドには毛細血管構造がなく、脳のモデルとして血管を導入することが課題であった。しかし、単に血管を形成している血管内皮細胞と共培養しただけでは血管網を構築することは難しく、その培養条件を探る必要があった。本研究におけるコラーゲンゲルを足場とした共培養技術はオルガノイドへの血管内皮細胞導入するため足掛かりとなる結果を示した。

報告書

(5件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (8件)

  • [雑誌論文] Different mechanical properties of the gamma-irradiated gelatin gels prepared through the different cooling processes2023

    • 著者名/発表者名
      Hideki Mori, Koki Tominaga, Kae Shimogama, Masayuki Hara
    • 雑誌名

      Radiation Physics and Chemistry

      巻: 203 ページ: 110604-110604

    • DOI

      10.1016/j.radphyschem.2022.110604

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nylon mesh-based 3D scaffolds for the adherent culture of neural stem/progenitor cells2021

    • 著者名/発表者名
      Mori Hideki、Naka Ryosuke、Fujita Masanori、Hara Masayuki
    • 雑誌名

      Journal of Bioscience and Bioengineering

      巻: 131 号: 4 ページ: 442-452

    • DOI

      10.1016/j.jbiosc.2020.12.003

    • NAID

      40022545307

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 放射線架橋PVA ゲル上におけるマウス神経幹/前駆細胞の移動と集塊形成挙動の解析2023

    • 著者名/発表者名
      森 英樹, 李 ユウナ, 前田 結衣, 原 正之
    • 学会等名
      第75回日本生物工学会大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 血管内皮細胞の接着・剥離挙動を利用した細胞転写培養ゲルの設計2022

    • 著者名/発表者名
      下釜香枝, 森英樹, 原正之
    • 学会等名
      第74回日本生物工学会大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 画像解析に基づいたポリビニルアルコールゲル上における神経幹/前駆細胞の移動能の評価2022

    • 著者名/発表者名
      前田結衣, 森英樹, 原正之
    • 学会等名
      第74回日本生物工学会大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 紫外線架橋コラーゲンゲルに接着したマウス脳毛細血管内皮細胞の形態変化の解析2022

    • 著者名/発表者名
      井上聖巴, 鈴木咲紀, 森英樹, 原正之
    • 学会等名
      第95回日本生化学会大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] ヒトiPS細胞由来神経幹/前駆細胞の生存・分化に対するカドミウムの影響評価2022

    • 著者名/発表者名
      喜多美月, 森英樹, 原正之
    • 学会等名
      第95回日本生化学会大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 紫外線架橋コラーゲンゲル上で培養した血管内皮細胞の接着特性の解析2021

    • 著者名/発表者名
      森英樹、鈴木咲紀、原正之
    • 学会等名
      第73回日本生物工学会大会(オンライン)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] ガンマ線架橋ポリビニルアルコールゲル上におけるマウス神経幹/前駆細胞の接着挙動の解析2021

    • 著者名/発表者名
      小山悠孝、森英樹、原正之
    • 学会等名
      第73回日本生物工学会大会(オンライン)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 紫外線架橋コラーゲンゲルに対する脳毛細血管内皮細胞の接着性2021

    • 著者名/発表者名
      森英樹、原正之
    • 学会等名
      日本化学会101春季年会(オンライン)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2025-01-30  

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