| 研究課題/領域番号 |
21H01299
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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20020:ロボティクスおよび知能機械システム関連
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| 研究機関 | 国立研究開発法人理化学研究所 |
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研究代表者 |
萩原 将也 国立研究開発法人理化学研究所, 開拓研究本部, 理研白眉研究チームリーダー (00705056)
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| 研究分担者 |
稲木 美紀子 大阪大学, 大学院理学研究科, 講師 (10747679)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023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)
2023年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2022年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2021年度: 9,880千円 (直接経費: 7,600千円、間接経費: 2,280千円)
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| キーワード | オルガノイド / 培養環境制御 / 三次元培養 / 組織間相互作用 / 流体チップ / 培養制御 / ４Dイメージング / 体軸形成 / Gradient / 空間局在制御 / 三次元イメージング / 組織形成 / 三次元制御 / 細胞行動 / 細胞ーECM相互作用 / 細胞パターニング / ダイナミクス計測 / 4Dイメージング |
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| 研究開始時の研究の概要 |
生物の組織形成は非常に多くの細胞が絡みあった一つのシステムであり，場に働くダイナミクスを計測することは組織形成システムを理解する上で必要不可欠である．そこで本研究では，従来直接計測が困難であった組織形成時に場に働くダイナミクスを，3次元培養実験系における制御・計測・情報技術を高度に融合することにより解析することを目的とする．当該研究者が開発した培養Cubeを基軸に，集団と細胞のマルチスケールな挙動をイメージング可能な新たな計測系を構築し，さらに三次元細胞環境を制御可能な手法を確立し，生体組織形成において細胞が従っている根底のルールを解明することを目指す．
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| 研究成果の概要 |
幹細胞からミニ臓器（オルガノイド）の形成においては、個々に解離されて位置情報を失った細胞の集合体を単一の条件で培養し、細胞の自律形成に依存して作られる場合がほとんどであるため、形態が臓器本来のものとはかけ離れている。本研究課題では、我々が開発したCUBE型培養器の中に複数の工学技術を詰め込むことにより、細胞の位置情報、細胞外マトリックスの空間情報、液性因子の濃度勾配を制御する手法を確立した。これにより、培養環境に非対称な場を与え、細胞から組織への自律形成を恣意的に誘導することができるようになった。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究課題において開発した手法は、オルガノイドに体軸方向を付与し、より高次な臓器へ成長させるための基盤技術になることが期待できる。実験自体はシンプルなCUBE型培養器に落とし込んでおり、ポンプなどのような外部装置を一切排除して培養できるように落とし込んだため、高い汎用性が期待できる。本技術によりオルガノイドの高次形態を達成することにより、より高精度な創薬モデルとして活用することが期待でき、またデザインされた臓器連関への道筋も見えてくる。
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