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The establishment of a biomimetic human iPSC-derived cornea-on-a-chip for the pre-clinical evaluation of ophthalmic nanomedicines

研究課題

研究課題/領域番号 20K20168
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分90110:生体医工学関連
研究機関立命館大学 (2021-2022)
京都大学 (2020)

研究代表者

ABDALKADER Rodi  立命館大学, 立命館グローバル・イノベーション研究機構, 助教授 (20839964)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022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)
2021年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2020年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
キーワードCornea on a chip / Microfluidic / iPSC / hPSCs / Cornea-on-a-chip / Nano toxicity / corneal epithelial cells / pluripotent stem cells / microfluidics / Cornea / Nanomedicine
研究開始時の研究の概要

This research envisions the establishment of a dynamic human cornea model through the interdisciplinary approach combining human induced pluripotent stem cells (iPSC) and microfluidics technologies. This platform will enable us to evaluate the pre-clinical efficacy and safety of the sophisticated ophthalmic nanoparticles that have the therapeutic potential in age-related eye diseases. Through that, we will be able to spatiotemporally evaluate the efficacy/toxicity and dynamic movement of nanomedicines.

研究成果の概要

本研究の目的は、眼科用医薬品の前臨床試験における有効性と毒性を研究するために、ヒト角膜のin vitroモデルを確立することである。これを達成するために、以下を実施した:(1)マイクロ流体技術により、まばたきに似た刺激を与えることができるヒト角膜上皮モデルを構築した。(2) ヒトiPS細胞から角膜上皮細胞の作製に成功した。(3) 非標的メタボローム解析により、ヒト角膜オンチップにおける栄養・代謝物の輸送・分泌の時空間的評価を検証した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

The development of a human cornea model that replicates eye-like blinking can enhance the prediction of ophthalmic drug safety and efficacy. Current preclinical models lack accuracy in this regard. This advancement enables the in vitro reproduction and study of the human cornea.

報告書

(4件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2023 2022 2021 2020 その他

すべて 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 4件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 2件、 招待講演 3件) 備考 (2件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Early Differentiation Signatures in Human Induced Pluripotent Stem Cells Determined by Non-Targeted Metabolomics Analysis2023

    • 著者名/発表者名
      Abdalkader Rodi、Chaleckis Romanas、Fujita Takuya
    • 雑誌名

      bioRxiv

      巻: -

    • DOI

      10.1101/2023.03.02.530741

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [雑誌論文] An efficient simplified method for the generation of corneal epithelial cells from human pluripotent stem cells2022

    • 著者名/発表者名
      Rodi Abdalkader and Kenichiro Kamei
    • 雑誌名

      Human Cell

      巻: 35 号: 4 ページ: 1016-1029

    • DOI

      10.1007/s13577-022-00713-5

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] An efficient simplified method for the generation of corneal epithelial cells from human pluripotent stem cells2022

    • 著者名/発表者名
      Abdalkader Rodi、Kamei Ken-ichiro
    • 雑誌名

      bioRxiv

      巻: -

    • DOI

      10.1101/2022.01.16.476543

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Untargeted LC-MS Metabolomics for the Analysis of Micro-scaled Extracellular Metabolites from Hepatocytes2021

    • 著者名/発表者名
      ABDALKADER Rodi、CHALECKIS Romanas、MEISTER Isabel、Zhang Pei、WHEELOCK Craig E.、KAMEI Ken-ichiro
    • 雑誌名

      Analytical Sciences

      巻: 37 号: 7 ページ: 1049-1052

    • DOI

      10.2116/analsci.20N032

    • NAID

      130008064007

    • ISSN
      0910-6340, 1348-2246
    • 年月日
      2021-07-10
    • 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] Spatiotemporal determination of metabolite activities in the corneal epithelium on a chip2021

    • 著者名/発表者名
      Abdalkader Rodi、Chaleckis Romanas、Wheelock Craig E.、Kamei Ken-ichiro
    • 雑誌名

      Experimental Eye Research

      巻: 209 ページ: 108646-108646

    • DOI

      10.1016/j.exer.2021.108646

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] The Development of Biomimetic Aligned Skeletal Muscles in a Fully 3D Printed Microfluidic Device2021

    • 著者名/発表者名
      Abdalkader Rodi、Konishi Satoshi、Fujita Takuya
    • 雑誌名

      Biomimetics

      巻: 7 号: 1 ページ: 2-2

    • DOI

      10.3390/biomimetics7010002

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Spatiotemporal Determination of Metabolite Activities in Multiple Corneal Epithelium Barriers on a Chip2021

    • 著者名/発表者名
      Abdalkader Rodi、Chaleckis Romanas、Wheelock Craig E.、Kamei Ken-ichiro
    • 雑誌名

      bioRxiv

      巻: Preprint

    • DOI

      10.1101/2021.01.08.425838

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] The survival and characteristics of cryopreserved human iPSC-derived corneal epithelial cells generated by SSM-CI method2022

    • 著者名/発表者名
      Rodi ABDALKADER
    • 学会等名
      World Ophthalmology Congress of the International Council of Ophthalmology (WOC)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ヒト角膜・オン・チップの開発2022

    • 著者名/発表者名
      Rodi ABDALKADER
    • 学会等名
      『第9回大学発シーズ マッチングセミナー』~AgeTech (長寿社会×テクノロジー)特集
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Transcriptomic analysis of the corneal epithelium on chip under dry eye-like conditions2021

    • 著者名/発表者名
      Abdalkader Rodi
    • 学会等名
      EUROoCS
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Been there, done that. 10 years of research in 20 slides.2020

    • 著者名/発表者名
      Rodi Abdalkader
    • 学会等名
      FIP PSWC Virtual 2020
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Multidisciplinary approach toward the development of biomimetic human cornea on a chip.2020

    • 著者名/発表者名
      Rodi Abdalkader
    • 学会等名
      iCeMS Colloquium
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [備考] Personal Website

    • URL

      https://rodialkader.wixsite.com/rodi-abdalkader

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      https://rodialkader.wixsite.com/rodi-abdalkader

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [産業財産権] マイクロ流体デバイス、細胞培養システムおよび細胞培養方法2020

    • 発明者名
      ルデイアデイーブ アブドアルカーデイル、亀井 謙一郎
    • 権利者名
      ルデイアデイーブ アブドアルカーデイル、亀井 謙一郎
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2020-190869
    • 出願年月日
      2020
    • 取得年月日
      2020
    • 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: 2024-01-30  

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