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胆汁排泄を実現する肝・胆管組織工学の開拓

研究課題

研究課題/領域番号 20K21908
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分90:人間医工学およびその関連分野
研究機関慶應義塾大学

研究代表者

須藤 亮  慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 教授 (20407141)

研究期間 (年度) 2020-07-30 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2021年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2020年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
キーワード胆汁排泄 / 胆管 / 毛細胆管 / 共培養 / 三次元培養
研究開始時の研究の概要

肝臓は生命維持に不可欠な機能を担うとともに、人工物で機能を代替することができないため、細胞培養による肝臓再生手法の開発が望まれている。従来研究では肝細胞の三次元培養に注力されてきたのに対して、本研究では、肝細胞による毛細胆管形成プロセスと胆管上皮細胞による胆管形成プロセスを時間的および空間的に制御することによって、毛細胆管と胆管を接合させる培養手法を確立し、胆汁排泄機能を有する肝・胆管複合組織の構築を目指す。

研究成果の概要

生体外における肝臓再生を目指す肝臓組織工学において、肝細胞に毛細胆管を形成させる培養法や胆管上皮細胞に胆管を形成させる培養法は報告されていたが、これらを融合することによって毛細胆管と胆管が直接接合した肝組織を構築する手法は確立されていなかった。本研究では、コラーゲンゲルサンドイッチ培養法を基本としたラット初代培養肝細胞および胆管上皮細胞の共培養における播種濃度やタイミングを検討することで、毛細胆管と胆管の接合を誘導し、蛍光色素の排出や免疫蛍光染色によって、胆管と毛細胆管が直接接合していることを立証した。さらに、接合位置を調節するための新たな培養デバイスを開発した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

肝臓の組織工学研究において、毛細胆管や胆管をそれぞれ個別に再構築する培養法は報告されていたが、これらを融合した胆汁排泄を実現する培養法の確立は長い間重要な課題であった。本研究により毛細胆管と胆管が直接接合した肝組織を構築する手法が明らかになったため、胆汁排泄機能を有する肝組織の再生を実現した点で、本研究の成果は肝臓組織工学において極めて重要な学術的意義を有する。また、本研究の成果によって、今後は胆汁排泄という新たな観点から創薬研究・再生医療・バイオチップの研究が展開されることが期待される点で、社会的に重要な意義も有する。

報告書

(3件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2021 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 1件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Generation of functional liver organoids on combining hepatocytes and cholangiocytes with hepatobiliary connections ex vivo2021

    • 著者名/発表者名
      Tanimizu Naoki、Ichinohe Norihisa、Sasaki Yasushi、Itoh Tohru、Sudo Ryo、Yamaguchi Tomoko、Katsuda Takeshi、Ninomiya Takafumi、Tokino Takashi、Ochiya Takahiro、Miyajima Atsushi、Mitaka Toshihiro
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 12 号: 1 ページ: 3390-3401

    • DOI

      10.1038/s41467-021-23575-1

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] ラット小型肝細胞と胆管上皮細胞を用いた毛細胆管―胆管接合培養法の検討2021

    • 著者名/発表者名
      金子翼、杉本葵、山下忠紘、谷水直樹、三高俊広、須藤亮
    • 学会等名
      第28回肝細胞研究会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Development of an in vitro coculture model connecting bile canaliculi and bile ducts and its miniaturization2021

    • 著者名/発表者名
      Tsubasa Kaneko, Ryota Kaku, Tadahiro Yamashita, Ryo Sudo
    • 学会等名
      TERMIS 6th World Congress
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ラット初代培養細胞を用いた毛細胆管-胆管接合組織の構築2021

    • 著者名/発表者名
      金子翼、杉本葵、山下忠紘、須藤亮
    • 学会等名
      日本機械学会 第32回バイオフロンティア講演会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] ラット初代培養細胞を用いた毛細胆管-胆管接合組織の構築と細胞配置の検討2021

    • 著者名/発表者名
      須藤亮、金子翼、杉本葵、山下忠紘、谷水直樹、三高俊広
    • 学会等名
      第21回日本再生医療学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [備考] 慶應義塾大学理工学部システムデザイン工学科須藤研究室

    • URL

      http://www.sudo.sd.keio.ac.jp/index.html

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [備考] 慶應義塾大学理工学部システムデザイン工学科須藤研究室ホームページ

    • URL

      http://www.sudo.sd.keio.ac.jp/index.html

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

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公開日: 2020-08-03   更新日: 2023-01-30  

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