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細胞塊をなす卵丘卵子複合体や膵ランゲルハンス島に適した新規ガラス化デバイスの開発

研究課題

研究課題/領域番号 20K06364
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42010:動物生産科学関連
研究機関信州大学

研究代表者

保地 眞一  信州大学, 学術研究院繊維学系, 教授 (10283243)

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
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2023年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2022年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2021年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
キーワードガラス化保存 / ウシ卵丘卵子複合体 / ラット膵島 / シルクフィブロイン / シルクフィブロインスポンジ / 膵島移植 / ラット / VEGF / 脱細胞化組織 / スフェロイド培養 / 偽膵島 / ガラス化デバイス / 卵丘卵子複合体 / 膵ランゲルハンス島
研究開始時の研究の概要

生体適合性の高い素材を用いてガラス化保存の新規デバイス開発を目指す対象材料は、ウシの卵丘卵子複合体とラットの膵ランゲルハンス島で、いずれも主役を演じる細胞 (卵子、β細胞) 以外にも多種多様な機能をもつ細胞群から構成され、それらが協同して働くことを特徴とする細胞塊である。本研究では、冷却前後の諸操作を簡便化できる新規デバイスをシルクなどの生体適合性の高い材料から作製・加工し、これらの細胞塊のガラス化保存に適用する。

研究成果の概要

加工性・吸水性・生体適合性に優れた多孔質のシルクフィブロインスポンジディスク上において大量かつ一括でガラス化保存したラット膵島が正常な形態を保って回収できること、体外でグルコースに応答して正常にインスリンを分泌する能力を維持していること、ストレプトゾトシン投与によって誘発した1型糖尿病モデルラットへの腎被膜下膵島移植によって同ラットの血糖値を正常化させられることを報告した。ウシ卵丘卵子複合体に対しては多層シルクフィブロインシートが高吸水性ガラス化素材になるという報告も合わせ、複雑な細胞塊を対象にした新規ガラス化デバイスを開発するという本基盤研究(C)の目的は達成できた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

ガラス化保存の新規デバイス開発を目指す対象材料はウシの卵丘卵子複合体とラットの膵島であり、いずれも主役の細胞 (卵子、β細胞) 以外にも多種多様な機能をもつ細胞群から構成され、それらが協同して働くことを特徴とする細胞塊である。これらのガラス化保存に適したデバイスを加工性・吸水性・生体適合性に優れた多孔質のシルクフィブロイン (SF) から作製できた。ウシ卵丘卵子複合体には市販クライオトップにSFシートを多層に巻き付け、ラット膵島にはSFスポンジをディスク上に切り抜き、それらの有用性を実証した。これらの成果は、ヒトの不妊治療や糖尿病の移植医療に関わる研究者・技術者に貢献する、と期待される。

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

    (18件)

すべて 2023 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (11件) (うち国際共著 4件、 査読あり 11件、 オープンアクセス 7件) 学会発表 (6件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Rat post-implantation epiblast-derived pluripotent stem cells produce functional germ cells2023

    • 著者名/発表者名
      Iwatsuki Kenyu、Oikawa Mami、Kobayashi Hisato、Penfold Christopher A.、Sanbo Makoto、Yamamoto Takuya、Hochi Shinichi、Kurimoto Kazuki、Hirabayashi Masumi、Kobayashi Toshihiro
    • 雑誌名

      Cell Reports Methods

      巻: 3 号: 8 ページ: 100542-100542

    • DOI

      10.1016/j.crmeth.2023.100542

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Knockdown of Y-box binding protein 1 induces autophagy in early porcine embryos2023

    • 著者名/発表者名
      Jiang Wen-Jie、Lee Song-Hee、Heo Geun、Chung Hak Jae、Cho Eun Seok、Sa Soo Jin、Hochi Shinichi、Cui Xiang-Shun
    • 雑誌名

      Frontiers in Cell and Developmental Biology

      巻: 11 ページ: 1238546-1238546

    • DOI

      10.3389/fcell.2023.1238546

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Characterization of homozygous Foxn1 mutations induced in rat embryos by different delivery forms of Cas9 nuclease2023

    • 著者名/発表者名
      Goto Teppei、Yogo Kyoko、Hochi Shinichi、Hirabayashi Masumi
    • 雑誌名

      Molecular Biology Reports

      巻: 50 号: 2 ページ: 1231-1239

    • DOI

      10.1007/s11033-022-08054-0

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Profiling of differentially expressed proteins between fresh and frozen-thawed Duroc boar semen using ProteinChip CM102023

    • 著者名/発表者名
      Kim Yong-Min、Park Sung-Woo、Lee Mi-Jin、Jeon Da-Yeon、Sa Su-Jin、Jeong Yong-Dae、Seong Ha-Seung、Choi Jung-Woo、Hochi Shinichi、Cho Eun-Seok、Chung Hak-Jae
    • 雑誌名

      Journal of Animal Science and Technology

      巻: 65 ページ: 401-411

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] High survival of bovine mature oocytes after nylon mesh vitrification, as assessed by intracytoplasmic sperm injection2022

    • 著者名/発表者名
      Hochi Shinichi、Ide Misuzu、Ueno Sayaka、Hirabayashi Masumi
    • 雑誌名

      Journal of Reproduction and Development

      巻: 68 号: 5 ページ: 335-339

    • DOI

      10.1262/jrd.2022-053

    • ISSN
      0916-8818, 1348-4400
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Cryodevices developed for minimum volume cooling vitrification of bovine oocytes2022

    • 著者名/発表者名
      Hochi Shinichi
    • 雑誌名

      Animal Science Journal

      巻: 93 号: 1

    • DOI

      10.1111/asj.13683

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Acellular matrix derived from rat liver improves the functionality of rat pancreatic islets before or after vitrification2021

    • 著者名/発表者名
      Nakayama-Iwatsuki Kenyu、Yanagisawa Kotaro、Tanaka Dan、Hirabayashi Masumi、Negishi Jun、Hochi Shinichi
    • 雑誌名

      Cryobiology

      巻: 100 ページ: 90-95

    • DOI

      10.1016/j.cryobiol.2021.03.005

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] All-in-One Silk Fibroin Sponge as the Vitrification Cryodevice of Rat Pancreatic Islets and the VEGF-Embedded Scaffold for Subrenal Transplantation2021

    • 著者名/発表者名
      Yamanaka Takahiro、Nakayama-Iwatsuki Kenyu、Fujimoto Sora、Hirono Naoki、Negishi Jun、Tamada Yasushi、Hirabayashi Masumi、Hochi Shinichi
    • 雑誌名

      Transplantation Proceedings

      巻: 53 号: 5 ページ: 1744-1750

    • DOI

      10.1016/j.transproceed.2021.04.012

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fabrication of functional rat pseudo‐islets after cryopreservation of pancreatic islets or dispersed islet cells2021

    • 著者名/発表者名
      Nakayama‐Iwatsuki Kenyu、Hirabayashi Masumi、Hochi Shinichi
    • 雑誌名

      Journal of Tissue Engineering and Regenerative Medicine

      巻: 15 号: 7 ページ: 686-696

    • DOI

      10.1002/term.3219

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Blastocyst complementation using Prdm14-deficient rats enables efficient germline transmission and generation of functional mouse spermatids in rats2021

    • 著者名/発表者名
      Toshihiro Kobayashi, Teppei Goto, Mami Oikawa, Makoto Sanbo, Fumika Yoshida, Reiko Terada, Naoko Niizeki, Naoyo Kajitani, Kanako Kazuki, Yasuhiro Kazuki, Shinichi Hochi, Hiromitsu Nakauchi, M. Azim Surani & Masumi Hirabayashi
    • 雑誌名

      Nature Comminications

      巻: 12 号: 1 ページ: 13281-10

    • DOI

      10.1038/s41467-021-21557-x

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Transplantation of rat pancreatic islets vitrified-warmed on the nylon mesh device and the silk fibroin sponge disc2020

    • 著者名/発表者名
      Kenyu Nakayama-Iwatsuki, Takahiro Yamanaka, Jun Negishi, Junki Teshima, Yasushi Tamada, Masumi Hirabayashi & Shinichi Hochi
    • 雑誌名

      Islets

      巻: 12 号: 6 ページ: 145-155

    • DOI

      10.1080/19382014.2020.1849928

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 近交系Brown-Norwayラットの精巣内精子による顕微授精 (TESE-ICSI)2023

    • 著者名/発表者名
      井出 美涼, 保地 眞一, 篠原 隆司 & 平林 真澄
    • 学会等名
      第116回日本繁殖生物学会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] MESA-ICSI/TESE-ICSIに用いるラット精子の凍結保存2023

    • 著者名/発表者名
      井出 美涼, 平林 真澄 & 保地 眞一
    • 学会等名
      Cryopreservation Conference 2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] ガラス化・加温ウシ成熟未受精卵へICSIしたときの胚盤胞発生率はIVFの場合と異なり新鮮対照に劣らない2022

    • 著者名/発表者名
      井出 美涼, 上野 清, 平林 真澄 & 保地 眞一
    • 学会等名
      第115回日本繁殖生物学会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] ガラス化ラット膵島の腎被膜下移植におけるシルクフィブロインスポンジの多目的連続使用2021

    • 著者名/発表者名
      藤本 空, 玉田 靖 & 保地 眞一
    • 学会等名
      Cryopreservation Conference 2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] セミノリピド欠損マウスにおける雌性不妊および胆嚢拡張症解析2021

    • 著者名/発表者名
      中野 愛里, 上村 麻実, 金井 克晃, 藤原 祥高, 岩森 督子, 藤本 空, 根岸 淳, 保地 眞一 & 高島 誠司
    • 学会等名
      第44回日本分子生物学会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] シルクフィブロインディスクをデバイスとしてSSV法によってガラス化保存したラット膵島の腎被膜下移植2020

    • 著者名/発表者名
      中山(岩月) 研祐, 山中 貴寛, 根岸 淳, 手島 淳輝, 玉田 靖, 平林 真澄 & 保地 眞一
    • 学会等名
      第67回日本実験動物学会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [図書] Silk Fibroin: Advances in Applications and Research2023

    • 著者名/発表者名
      S. Hochi, Y. Tamada
    • 総ページ数
      332
    • 出版者
      Nova Science Publishers
    • ISBN
      9798886974027
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書

URL: 

公開日: 2020-04-28   更新日: 2025-01-30  

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