| 研究課題/領域番号 |
21K08888
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分55040:呼吸器外科学関連
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| 研究機関 | 長崎大学 |
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研究代表者 |
町野 隆介 長崎大学, 医歯薬学総合研究科(医学系), 客員研究員 (90728081)
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| 研究分担者 |
松本 桂太郎 長崎大学, 医歯薬学総合研究科(医学系), 教授 (80404268)
藤澤 一範 信州大学, 先鋭領域融合研究群先鋭材料研究所, 准教授(特定雇用) (00724634)
永安 武 長崎大学, 医歯薬学総合研究科(医学系), 教授 (80284686)
中山 功一 佐賀大学, 医学部, 教授 (50420609)
野中 隆 長崎大学, 病院(医学系), 准教授 (30606463)
朝重 耕一 長崎大学, 医歯薬学総合研究科(医学系), 客員研究員 (70457547)
富永 哲郎 長崎大学, 病院(医学系), 助教 (60457546)
森山 正章 長崎大学, 病院(医学系), 医員 (90815953)
谷口 大輔 長崎大学, 医歯薬学総合研究科(医学系), 客員研究員 (20773758)
小山 正三朗 長崎大学, 病院(医学系), 助教 (20815972)
内田 史武 長崎大学, 医歯薬学総合研究科(医学系), 研究協力員 (00866270)
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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 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
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: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
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| キーワード | 3Dバイオプリンター / 気管再生 / 人工臓器 / スフェロイド / カーボンナノチューブ / バイオ３Dプリンター / 細胞培養 / バイオ3Dプリンター |
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| 研究開始時の研究の概要 |
バイオ３Dプリンターは理想的な管腔臓器再生ツールと考えられる。しかし、人工臓器の臨床応用にむけた課題は、軟骨組織、平滑筋組織を始めとした構成細胞の品質、特に人工臓器の強度、幹細胞の人工臓器内での分化、人工臓器内の血管形成などの不安定さである。
この解決方法として、細胞接着に関与できるdrug deliverysystem(DDS)としてカーボンナノチューブ（CNTs）を用いた研究を行う。CNTsを用いて、幹細胞を様々な細胞に分化させ、さらにCNTsによる細胞接着、機械的刺激による分化能維持や分化誘導を行うことで、組織の強度を上昇、安価な人工臓器を短期間で作製する新たな方法の確立を目指す。
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| 研究成果の概要 |
間葉系幹細胞MSCsにTGFβおよびBMP-2を加えることで軟骨細胞に誘導されることが、我々の先行研究でも証明されている。特にBMP-2は高価であり、CNTsの添加によりBMP-2の使用を抑えることが出来れば品質を落とさず、製造コスト削減につながる可能性がある。低濃度のCNTsを添加したMSCsのspheroidは問題なく軟骨様組織に分化し、CNTsの毒性による明らかな細胞死も見られなかったが、CNTsの添加濃度を上げると、TGFβ、BMP-2使用下においても軟骨に分化せずCNTsの細胞毒性による細胞死が予想された。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
他施設からも細胞培養の足場材料にCNTsを加えることで、骨形成が促進されることが報告されているが、細胞と共培養を行うことでの効果を検討した報告はみられていない。小サイズの人工臓器の作成にも大量のspheroidと、それに伴う培地を必要とする3Dバイオプリンターにおいて、高価な培地の添加因子を加えることなく、加えた場合と同等の品質のspheroidを作成することは、その先の実際の臨床応用を考えた際の製造コストの削減効果は大きいと考えられる。
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