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妊娠高血圧症候群の発症機序の解明に向けたヒト栄養膜細胞の血管浸潤モデルの開発

研究課題

研究課題/領域番号 21K04852
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28050:ナノマイクロシステム関連
研究機関東京医科歯科大学

研究代表者

堀 武志  東京医科歯科大学, 生体材料工学研究所, 助教 (30808829)

研究分担者 梶 弘和  東京医科歯科大学, 生体材料工学研究所, 教授 (70431525)
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
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2023年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード栄養膜幹細胞 / TS細胞 / 絨毛外栄養膜細胞 / EVT細胞 / 妊娠高血圧症候群 / 生体模倣システム / in vitro細胞培養モデル / 胎盤幹細胞 / マイクロ流体デバイス / マイクロ流路デバイス / 臓器チップ / 胎盤チップ
研究開始時の研究の概要

妊娠高血圧症候群は、胎児や母体の命を脅かす可能性のある妊娠合併症である。妊娠高血圧症候群の発症要因の一つとして、胎盤の絨毛外栄養膜細胞(EVT細胞)が母体血管をリモデリングする過程の異常が挙げられる。本研究では、ヒト栄養膜幹細胞からEVT細胞を作製し、マイクロ流路デバイス内で血管内皮細胞と共に培養することにより、ヒトの胎盤を模倣した胎盤チップデバイスを構築する。その胎盤チップデバイスを用いて、EVT細胞の血管内皮細胞への移動と浸潤を再現し、血管リモデリングに関わる因子を明らかにする。

研究成果の概要

妊娠高血圧症候群は妊婦死亡や周産期死亡の原因となりうる疾患であるが発症メカニズムについては不明な点が多い。正常な胎盤では絨毛外栄養膜細胞(EVT細胞)によって母体血管のリモデリングが行われ、拡大した血管を通って豊富な血液が胎盤に供給される。この血管リモデリングが正常に行われないと妊娠高血圧症候群発症のリスク因子となると考えられている。しかし、血管リモデリングを詳細に解析する有用な細胞培養ツールが存在していない。本研究では、マイクロ流体デバイス内で、血管網とヒト栄養膜幹細胞(TS細胞)から分化させたEVT細胞を共培養することにより、血管リモデリングを生体外で再現することに成功した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究で開発したin vitroモデルは、EVT細胞がどのように血管リモデリングを行うのかを詳細に解析する上で大変重要である。血管リモデリングの不全は、正常な胎盤形成の妨げになり、妊娠高血圧症候群の発症や低出生体重児の出産に繋がる可能性がある。今後、本モデルを使用することにより、どのような医薬品や病原体が血管リモデリングに影響を及ぼし、母体と胎児に有害となる可能性があるのかを評価することが可能になるものと考えられる。

報告書

(4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
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2024 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 5件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 6件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Trophoblast stem cell-based organoid models of the human placental barrier2024

    • 著者名/発表者名
      Hori Takeshi、Okae Hiroaki、Shibata Shun、Kobayashi Norio、Kobayashi Eri H.、Oike Akira、Sekiya Asato、Arima Takahiro、Kaji Hirokazu
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 15 号: 1 ページ: 1-1

    • DOI

      10.1038/s41467-024-45279-y

    • 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] “Organ‐on‐a‐chip”の外科・代謝栄養学への応用の可能性2023

    • 著者名/発表者名
      堀 武志、梶 弘和
    • 雑誌名

      外科と代謝・栄養

      巻: 57 号: 4 ページ: 85-87

    • DOI

      10.11638/jssmn.57.4_85

    • ISSN
      0389-5564, 2187-5154
    • 年月日
      2023-08-15
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [雑誌論文] Engineering Oral Microenvironments Using Microphysiological Systems2023

    • 著者名/発表者名
      Yuji Nashimoto, Takeshi Hori, Serge Ostrovidov, Sayaka Katagiri, Hirokazu Kaji
    • 雑誌名

      Sensors and Materials

      巻: 35 号: 4 ページ: 1293

    • DOI

      10.18494/SAM4164

    • ISSN
      0914-4935, 2435-0869
    • 年月日
      2023-04-11
    • 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
  • [雑誌論文] Minimally Invasive Sub-Retinal Transplantation of RPE-J Cells on a Biodegradable Composite PCL/Collagen Nanosheet2023

    • 著者名/発表者名
      Yamashita Kazuya、Ostrovidov Serge、Raut Bibek、Hori Takeshi、Nashimoto Yuji、Nagai Nobuhiro、Abe Toshiaki、Kaji Hirokazu
    • 雑誌名

      Cell Transplantation

      巻: 32 ページ: 1-16

    • DOI

      10.1177/09636897231165117

    • 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] Recent trends of biomaterials and biosensors for organ-on-chip platforms2022

    • 著者名/発表者名
      Gon?alves In?s M.、Rodrigues Raquel O.、Moita Ana S.、Hori Takeshi、Kaji Hirokazu、Lima Rui A.、Minas Gra?a
    • 雑誌名

      Bioprinting

      巻: 26 ページ: e00202-e00202

    • DOI

      10.1016/j.bprint.2022.e00202

    • 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] The microRNA cluster C19MC confers differentiation potential into trophoblast lineages upon human pluripotent stem cells2022

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi Norio、Okae Hiroaki、Hiura Hitoshi、Kubota Naoto、Kobayashi Eri H.、Shibata Shun、Oike Akira、Hori Takeshi、Kikutake Chie、Hamada Hirotaka、Kaji Hirokazu、Suyama Mikita、Bortolin-Cavaill? Marie-Line、Cavaill? J?r?me、Arima Takahiro
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 13 号: 1 ページ: 3071-3071

    • DOI

      10.1038/s41467-022-30775-w

    • 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] 3D Printing Techniques and Their Applications to Organ-on-a-Chip Platforms: A Systematic Review2021

    • 著者名/発表者名
      Carvalho Violeta、Goncalves Ines、Lage Teresa、Rodrigues Raquel O.、Minas Graca、Teixeira Senhorinha F. C. F.、Moita Ana S.、Hori Takeshi、Kaji Hirokazu、Lima Rui A.
    • 雑誌名

      Sensors

      巻: 21 号: 9 ページ: 3304-3304

    • DOI

      10.3390/s21093304

    • 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
  • [学会発表] マイクロメッシュシートを利用した灌流可能な三次元血管網の開発2023

    • 著者名/発表者名
      安藤萌, 堀 武志, 山本茜, 北野勇, 石原甲平, 水田太郎, 吉田昭太郎, 梨本裕司, 梶弘和
    • 学会等名
      日本機械学会第35回バイオエンジニアリング講演会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] ヒト栄養膜幹細胞を用いた三次元培養モデルの作製とその利用2023

    • 著者名/発表者名
      堀 武志
    • 学会等名
      第 41 回日本受精着床学会総会・学術講演会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 灌流可能な人工血管網を作製するためのカラム型デバイスの開発2023

    • 著者名/発表者名
      安藤萌, 堀 武志, 山本茜, 北野勇, 石原甲平, 水田太郎, 吉田昭太郎, 梨本裕司, 梶弘和
    • 学会等名
      化学とマイクロ・ナノシステム学会 第48回研究会(CHEMINAS 48)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] マイクロ流体デバイスを用いたヒト胎盤モデルにおける灌流依存的細胞分化の解析2023

    • 著者名/発表者名
      リー ジアユンライアン, 堀 武志, 岡江 寛明, 梨本 裕司, 有馬 隆博, 梶 弘和
    • 学会等名
      化学とマイクロ・ナノシステム学会 第48回研究会(CHEMINAS 48)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] ヒト胎盤オルガノイドの作製と病原体曝露の影響の解析2023

    • 著者名/発表者名
      JIANG BIN, 堀 武志, 岡江 寛明, 大杉 勇人, 片桐 さやか, 梨本 裕司, 有馬 隆博, 梶 弘和
    • 学会等名
      化学とマイクロ・ナノシステム学会 第48回研究会(CHEMINAS 48)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Microphysiological systems and 3D cell cultures for accelerating human placenta research.2022

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Hori
    • 学会等名
      第7回生体医歯工学共同研究拠点国際シンポジウム(ISBE2022)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] A trophoblast stem cell-based model of the human placental barrier.2021

    • 著者名/発表者名
      Hori T, Okae H, Kobayashi N, Arima T, Kaji H
    • 学会等名
      MicroTAS 2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 微細加工技術を用いたヒト胎盤オルガノイドの作製2021

    • 著者名/発表者名
      高木淳也, 堀武志, 岡江寛明, 有馬隆博, 梶弘和
    • 学会等名
      化学とマイクロ・ナノシステム学会研究会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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