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オルガノイドを基盤とした臓器工学的肝臓構築技術の開発

研究課題

研究課題/領域番号 21H01732
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
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
研究機関九州大学

研究代表者

井嶋 博之  九州大学, 工学研究院, 教授 (10274515)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
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: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2022年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2021年度: 8,970千円 (直接経費: 6,900千円、間接経費: 2,070千円)
キーワードオルガノイド / 臓器工学的肝臓 / ハイブリッドオルガノイド / つなぐ仕組み / 臓器工学 / 肝臓 / 臓器工学肝臓
研究開始時の研究の概要

機能性ゲル粒子と細胞群からなるハイブリッドオルガノイドという新規細胞組織体を介在させることにより、細胞の組織化(組織構造)、機能的優位性が明らかなミクロ構造体(オルガノイド)、およびマクロ構造体(臓器構造)を「つなぐ仕組み」を実現することを目的とする。これにより、新たな再生医療技術としての可能性を評価するとともに、精緻な類洞を有する肝小葉構造で満たされた臓器工学的肝臓構築を目指す。

研究成果の概要

生分解性を有し、かつ増殖因子の固定化と徐放性を有する機能性ゲル粒子を開発した。このゲル粒子と細胞群からなるハイブリッドオルガノイドという新規細胞組織体構築技術を開発した。これにより、初代肝細胞、血管内皮細胞および間葉系幹細胞を構成要素としたオルガノイド構築に成功した。さらに脱細胞化臓器鋳型を活用することで、ミクロ細胞組織体(オルガノイド)とマクロ構造体(臓器構造)を「つなぐ仕組み」を実現し、臓器工学的肝臓を構築した。この新規構造体はin vitroおよびin vivoへの移植実験において肝関連遺伝子発現が良好であった。これにより、オルガノイドを基盤とした臓器工学的肝臓構築技術を開発した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

機能性ゲル粒子と細胞群からなるハイブリッドオルガノイド技術とによって精緻な血管網構造を有する脱細胞化臓器鋳型を組み合わせた実用的な高機能性の臓器工学的肝臓を構築する技術開発である。これにより、現在研究開発に閉塞感がある臓器工学的肝臓構築研究の飛躍的発展に寄与することが期待できる。さらに、本概念は他の臓器工学的グラフト開発への展開が可能であり、再生医工学、人工臓器および再生医療の領域の発展に寄与できるものである。

報告書

(4件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 研究成果

    (52件)

すべて 2024 2023 2022 2021 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 2件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 6件) 学会発表 (43件) (うち招待講演 1件)

  • [国際共同研究] Comilla University(バングラデシュ)

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [国際共同研究] National Taiwan University(その他の国・地域)

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [国際共同研究] Comilla University(バングラデシュ)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [雑誌論文] Decellularized liver as a small-scale scaffold for the creation of a miniaturized human liver2023

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Ijima, Yukako Fukuda, Muhammad Shafiq, Mario Kokichi Uehara, Fanqi Wu, Jaeyong Cho, Yusuke Sakai, Tatsunori Miyata, Takanobu Yamao, Yosuke Nakao, Yo-ichi Yamashita, Hideo Baba
    • 雑誌名

      Journal of Chemical Engineering of Japan

      巻: in press 号: 1

    • DOI

      10.1080/00219592.2023.2204899

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書 2022 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] Subcutaneous angiogenesis induced by transdermal delivery of gel-in-oil nanogel dispersion2023

    • 著者名/発表者名
      Zhang Yi、Fardous Jannatul、Inoue Yuuta、Doi Ryota、Obata Asami、Sakai Yusuke、Aishima Shinichi、Ijima Hiroyuki
    • 雑誌名

      Biomaterials Advances

      巻: 154 ページ: 213628-213628

    • DOI

      10.1016/j.bioadv.2023.213628

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書 2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Prevention and Repair of Ultraviolet B-Induced Skin Damage in Hairless Mice via Transdermal Delivery of Growth Factors Immobilized in a Gel-in-Oil Nanoemulsion2023

    • 著者名/発表者名
      Zhang Yi、Inoue Yuuta、Fardous Jannatul、Doi Ryota、Ijima Takahiro、Fujibuchi Toshioh、Yamashita Yo-ichi、Aishima Shinichi、Ijima Hiroyuki
    • 雑誌名

      ACS Omega

      巻: 8 号: 10 ページ: 9239-9249

    • DOI

      10.1021/acsomega.2c07343

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Delivery of Hydrophobic Drugs to the Posterior Ocular Region by Gel-in-Water Nanoemulsion2022

    • 著者名/発表者名
      Fardous Jannatul、Inoue Yuuta、Yoshida Kozue、Ono Fumiyasu、Higuchi Akihiro、Ijima Hiroyuki
    • 雑誌名

      Translational Vision Science & Technology

      巻: 11 号: 5 ページ: 16-16

    • DOI

      10.1167/tvst.11.5.16

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Promotion of Cyst Formation from a Renal Stem Cell Line Using Organ-Specific Extracellular Matrix Gel Format Culture System2022

    • 著者名/発表者名
      Sakai Yusuke、Kubo Yoshihiro、Shirakigawa Nana、Kawabe Yoshinori、Kamihira Masamichi、Ijima Hiroyuki
    • 雑誌名

      Gels

      巻: 8 号: 5 ページ: 312-312

    • DOI

      10.3390/gels8050312

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Heparin/Growth Factors-Immobilized Aligned Electrospun Nanofibers Promote Nerve Regeneration in Polycaprolactone/Gelatin-Based Nerve Guidance Conduits2022

    • 著者名/発表者名
      Ikegami Yasuhiro、Shafiq Muhammad、Aishima Shinichi、Ijima Hiroyuki
    • 雑誌名

      Advanced Fiber Materials

      巻: 5 号: 2 ページ: 554-573

    • DOI

      10.1007/s42765-022-00244-6

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] 湿式静電紡糸法を用いた細胞足場としてのPCL/Gelatin三次元ファイバー基材の開発2024

    • 著者名/発表者名
      李 正浩、池上 康寛、西田 元気、堺 裕輔、井嶋 博之
    • 学会等名
      化学工学会第89年会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 肝組織工学のためのECMモデル材料を基盤とした繊維性足場基材の開発2024

    • 著者名/発表者名
      池上 康寛、安井 恵吾、西田 元気、堺 裕輔、井嶋 博之
    • 学会等名
      化学工学会第89年会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Development of a functional miniature liver based on the right lobe of mice2024

    • 著者名/発表者名
      Lucija Stefan, Mario Kokichi Uehara, Fanqi Wu, Yukako Fukuda, Yo-Ichi Yamashita, Shinichi Aishima, Yasuhiro Ikegami, Yusuke Sakai, Hiroyuki Ijima
    • 学会等名
      第23回日本再生医療学会総会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 皮膜形成エマルションの開発・最適化とその経皮投与効果の評価2024

    • 著者名/発表者名
      胡 笳, 張 怡, 廣田裕也, 池上康寛, 堺裕輔, 相島慎一, 井嶋博之
    • 学会等名
      第23回日本再生医療学会総会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] ECM モデルファイバーを用いた組織工学用足場の開発2024

    • 著者名/発表者名
      池上 康寛,堺 裕輔,井嶋 博之
    • 学会等名
      第56回 九大生体材料・力学研究会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Artificial Nerve Guidance Conduits based onPolycaprolactone/Gelatin-based Core/Shell typeAligned Electrospun Fibers2023

    • 著者名/発表者名
      Muhammad Shafiq, Kazuo Koyanagi, Yasuhiro Ikegami, Shinichi Aishima, Hiroyuki Ijima
    • 学会等名
      12th Asian-Pacific Conference on Medical and Biological Engineering
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書 2022 実績報告書
  • [学会発表] ゲル分解制御及び高肝機能を実現するハイブリッドオルガノイドの検討2023

    • 著者名/発表者名
      家村歩, 土光悟史, UeharaMario K, StefanLucija, 池上康寛, 堺裕輔, 井嶋博之
    • 学会等名
      第59回化学関連支部合同九州大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書 2022 実績報告書
  • [学会発表] 増殖因子環境制御を実現する皮膚創傷被覆材の開発2023

    • 著者名/発表者名
      隈元紘輝, 西田元気, 張怡, 池上康寛, 堺裕輔, 相島慎一, 井嶋博之
    • 学会等名
      第59回化学関連支部合同九州大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書 2022 実績報告書
  • [学会発表] 臓器鋳型への共培養組織体導入による再細胞化肝臓の構築2023

    • 著者名/発表者名
      平井塁, UeharaMario K, StefanLucija, 土光悟史, 池上康寛, 堺裕輔, 井嶋博之
    • 学会等名
      第59回化学関連支部合同九州大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書 2022 実績報告書
  • [学会発表] 皮膜形成エマルションによる新規持続経皮投与システムの開発2023

    • 著者名/発表者名
      胡笳, 張怡, 池上康寛, 堺裕輔, 井嶋博之
    • 学会等名
      第59回化学関連支部合同九州大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書 2022 実績報告書
  • [学会発表] 多重ナノゲルエマルション型薬物送達製剤の開発2023

    • 著者名/発表者名
      廣田祐也, 土井亨太, 張怡, 池上康寛, 堺裕輔, 井嶋博之
    • 学会等名
      第59回化学関連支部合同九州大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書 2022 実績報告書
  • [学会発表] 皮膜形成エマルションの開発とその経皮投与効果の評価2023

    • 著者名/発表者名
      胡 笳、張 怡、土井 亨太、Zhou Yu、池上 康寛、堺 裕輔、井嶋 博之
    • 学会等名
      化学工学会第54回秋季大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Hyaluronic Acid Double-Network Hydrogels Immobilized with bFGF for Wound Healing2023

    • 著者名/発表者名
      Wu Lichun、Zhang Yi、Zhou Yu、Wang Jinlin、池上 康寛、堺 裕輔、井嶋 博之
    • 学会等名
      化学工学会第54回秋季大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 多重ナノゲルエマルション型薬物送達製剤の開発2023

    • 著者名/発表者名
      廣田 祐也、土井 亨太、張 怡、池上 康寛、堺 裕輔、樋口 明弘、井嶋 博之
    • 学会等名
      化学工学会第54回秋季大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 胆管がん治療を目的とした機能性ハイドロゲルの開発2023

    • 著者名/発表者名
      王 錦霖、張 怡、武 利春、廣田 祐也、池上 康寛、堺 裕輔、井嶋 博之
    • 学会等名
      化学工学会第54回秋季大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Study on preparation and formulation of ceramide nanoemulsions2023

    • 著者名/発表者名
      Zhou Yu、Zhang Yi、Wu Lichun、Hu Jia、池上 康寛、堺 裕輔、井嶋 博之
    • 学会等名
      化学工学会第54回秋季大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Development of practical high performance artificial liver and application to various medical engineering fields by shaping functional materials2023

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Ijima
    • 学会等名
      National Taiwan University and Kyushu University Joint-symposium
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] トレハロースを基盤とした初代肝細胞の凍結保存技術2023

    • 著者名/発表者名
      井嶋博之、水本 博、池上康寛
    • 学会等名
      第61回日本人工臓器学会大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 肝臓の灌流保存システムの構築2023

    • 著者名/発表者名
      井嶋博之、水本 博、池上康寛
    • 学会等名
      第61回日本人工臓器学会大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] ヘパリン導入ナノファイバーを用いた肝細胞培養における間葉系幹細胞併用の効果2023

    • 著者名/発表者名
      安井恵吾,西田元気,池上康寛,堺祐輔,井嶋博之
    • 学会等名
      第 29 回 日本生物工学会九州支部 福岡大会(2023)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] ナノファイバー多層化創傷被覆材の開発と形態制御に基づいた最適化2023

    • 著者名/発表者名
      茶堂直志,隈元紘輝,呉卓盈,池上康寛,堺裕輔,井嶋博之
    • 学会等名
      第 29 回 日本生物工学会九州支部 福岡大会(2023)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 新型経皮投与としての皮膜形成エマルションの開発2023

    • 著者名/発表者名
      胡 笳,張 怡,周 愉,池上康寛,堺裕輔,井嶋博之
    • 学会等名
      日本バイオマテリアル学会 2023年度九州ブロック研究発表会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 三次元細胞培養に向けたPCL/Gelatin 湿式静電紡糸繊維の形態制御2023

    • 著者名/発表者名
      李正浩,池上康寛,堺裕輔,井嶋博之
    • 学会等名
      日本バイオマテリアル学会 2023年度九州ブロック研究発表会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 増殖因子を固定化したgel-in-oil (G/O)の経皮投与による紫外線B誘発皮膚障害の予防・修復効果2023

    • 著者名/発表者名
      張 怡、井上 雄太、Jannatul Fardous、土井 亨太、井嶋 隆博、藤淵 俊王、山下 洋市、相島 慎一、井嶋 博之
    • 学会等名
      第22回日本再生医療学会総会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Improvement of cell survival and distribution in the recellularized liver2023

    • 著者名/発表者名
      Uehara Mario Kokichi、Stefan Lucija、Wu Fanqi、Sakai Yusuke、Kuroda Yosuke、Kurihara Takeshi、Aishima Shinichi、Yamashita Yoichi、Ijima Hiroyuki
    • 学会等名
      第22回日本再生医療学会総会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 後眼部への薬物送達を目的としたナノゲルエマルションの開発2022

    • 著者名/発表者名
      樋口明弘, 土井亨太, 井上雄太, 張怡, 井嶋博之
    • 学会等名
      日本機械学会 第34回バイオエンジニアリング講演会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 肝機能発現に有効な培養担体としてのヘパリン導入ナノファイバー開発2022

    • 著者名/発表者名
      西田元気, 小柳和也, 堺裕輔, 井嶋博之
    • 学会等名
      第59回化学関連支部合同九州大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 新規薬物キャリアとなるGel-in-Waterエマルションの体内動態および分布解析2022

    • 著者名/発表者名
      土井亨太, JannatulFardous, 井上雄太, ZhangYi, 堺裕輔, 井嶋博之
    • 学会等名
      第59回化学関連支部合同九州大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] ゼラチンゲル粒子導入によるPUF内高密度培養系における初代肝細胞スフェロイド形成の促進2022

    • 著者名/発表者名
      土光悟史, 堺裕輔, 井嶋博之
    • 学会等名
      第59回化学関連支部合同九州大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] bFGF固定化Gel-in-Oilエマルションの経皮送達による皮下血管新生誘導技術2022

    • 著者名/発表者名
      Zhang Yi、井上 雄大、Fardous Jannatul、土井 亨太、堺 裕輔、井嶋 博之
    • 学会等名
      化学工学会 第53回秋季大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Growth factor-immobilized heparinized Vascular Patches Composed of Electrospun Polycaprolactone/Decellularized extracellular matrix (PCL/dECM) nanofibers2022

    • 著者名/発表者名
      Muhammad Shafiq, Hiroyuki Ijima
    • 学会等名
      TERMIS-AP 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Evaluation of the effectiveness of an integrin stimulating molecule for cell inoculation inside a liver template2022

    • 著者名/発表者名
      Mario K. Uehara, Satoshi Doko, Lucija Stefan, Yusuke Sakai, Hiroyuki Ijima
    • 学会等名
      第74回日本生物工学会大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 細胞自己組織化技術を用いた3次元組織の開発2022

    • 著者名/発表者名
      井嶋博之、水本博
    • 学会等名
      第60回日本人工臓器学会大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] モルモットを用いたタバコ主流煙曝露による眼、涙腺組織に対する影響の評価2022

    • 著者名/発表者名
      樋口明弘、井上雄太、張怡、土井亨太、小畑麻美、井嶋博之
    • 学会等名
      第95回日本生化学会大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 肝細胞移植足場としてのヘパリン導入ナノファイバー開発2022

    • 著者名/発表者名
      西田元気,堺 裕輔,井嶋博之
    • 学会等名
      第28回日本生物工学会九州支部佐賀大会(2022)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] ナノゲルエマルションにおける体内動態の解析およびその制御2022

    • 著者名/発表者名
      土井亨太,井上雄太,張 怡,堺 裕輔,井嶋博之
    • 学会等名
      第28回日本生物工学会九州支部佐賀大会(2022)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] ヘモグロビンと過酸化物からなる新規酸素キャリアを用いた培養初期における播種肝細胞の低酸素状況の改善2022

    • 著者名/発表者名
      土光悟史, 励 騰暢, 堺 裕輔, 水本 博, 井嶋博之
    • 学会等名
      日本バイオマテリアル学会 2022年度九州ブロック研究発表会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Development and Functional Evaluation of a Miniature Liver Model2022

    • 著者名/発表者名
      Uehara Uyeda Mario Kokichi、Wu Fanqi、Fukuda Yukako、Sakai Yusuke、Shirakigawa Nana、Miyata Tatsunori、Nakao Yosuke、Yamao Takanobu、Aishima Shinichi、Yamashita Yo-ichi、Baba Hideo、Ijima Hiroyuki
    • 学会等名
      化学工学会第87年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 脱細胞化組織の応用展開2022

    • 著者名/発表者名
      井嶋 博之、呉 帆琦、福田 有嘉子、小柳 和也、趙 宰庸、堺 裕輔、宮田 辰徳、中尾 陽佑、山尾 宣暢、相島 慎一、山下 洋市、馬場 秀夫
    • 学会等名
      第21回日本再生医療学会総会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 臓器特異的ECMゲルを使用したチャイニーズハムスター腎臓由来幹細胞からの嚢胞様組織形成2021

    • 著者名/発表者名
      堺裕輔、久保善弘、河邉佳典、上平正道、井嶋博之
    • 学会等名
      第73回日本生物工学会大会,
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 臨床応用を目指した肝胆膵領域における医工連携研究の現状と展望2021

    • 著者名/発表者名
      山下 洋市、中尾 陽佑、山尾 宣暢、宮田 辰徳、福田 有嘉子、中田 捷太、池上 康寛、白木川 奈菜、井嶋 博之、馬場 秀夫
    • 学会等名
      第29回日本消化器関連学会週間
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 肝再生技術の開発とその有効性評価2021

    • 著者名/発表者名
      呉 帆琦、福田有嘉子、中田捷太、中尾陽佑、宮田辰徳、山下洋市、馬場秀夫、井嶋博之
    • 学会等名
      第27回日本生物工学会九州支部大分大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] ECM 模倣基材とその賦形による医用工学的展開2021

    • 著者名/発表者名
      井嶋博之
    • 学会等名
      日本バイオマテリアル学会 2021年度九州ブロック学術講演会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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