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複数組織の異種界面接合の科学的理解と運動器モデルの生体外構築

研究課題

研究課題/領域番号 22K19918
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
研究機関大阪大学

研究代表者

松崎 典弥  大阪大学, 大学院工学研究科, 教授 (00419467)

研究分担者 下田 浩  弘前大学, 医学研究科, 教授 (20274748)
下村 和範  大阪大学, 大学院医学系研究科, 招へい教員 (40755998)
宮川 繁  大阪大学, 大学院医学系研究科, 教授 (70544237)
研究期間 (年度) 2022-06-30 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023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)
2023年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2022年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
キーワード異種界面 / 複合組織 / 運動器 / 組織工学 / バイオプリント
研究開始時の研究の概要

本研究では、大別して「TIP法による運動器モデルの構築」、「生体運動器との比較による界面接合解析と科学的理解」、「ナノ薄膜コーティングによる組織界面接合の促進」、「運動器モデルの機能評価」の研究に取り組む。本研究で異種組織の界面接合を学術的に体系化することで、臓器や器官構築の新しい原理や学理の解明だけでなく、生体外構築のための技術開発への貢献が期待される。

研究成果の概要

本研究では、細胞だけでなくECMや無機物など多様な構成成分で構築された組織間の界面接合を科学的に理解し、学術的に体系化することで臓器・器官の生体外構築につなげることを目的として研究に取り組んだ。腱-筋の複合組織を作製して詳細に観察することで、細胞レベルとECMレベルの接合を確認できた。また、筋-脂肪複合組織においても同様に観察することで、骨格筋細胞とECM成分が脂肪組織に侵入した接合面が観察された。
以上の結果より、本研究は予定通り遂行され、異種組織の界面接合に関する学術的な知見を得ることができた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では、複雑な臓器・器官の生体外構築を実現するため、「複数組織の異種界面接合
」の科学的な理解と学術的な体系化に取り組んだ。臓器や器官は複数組織の集合体であり、異種類の組織が界面で接合し、全体として機能を発現している。これまで、各組織の構築と機能は多数報告されてきたが、これらの組織を異種界面で接合し、複雑で機能する臓器・器官として構築した研究はほとんどなかった。本研究の結果より、細胞種とECMマトリックスの種類、粘弾性が異種界面の接合に重要であることを見出した。この知見を基に組織-組織間の異種界面接合に関する研究を深化することで、新たな学問領域が開拓できると期待される。

報告書

(3件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 研究成果

    (34件)

すべて 2023 2022 その他

すべて 国際共同研究 (4件) 雑誌論文 (12件) (うち国際共著 5件、 査読あり 12件、 オープンアクセス 6件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 10件、 招待講演 10件) 備考 (3件) 産業財産権 (5件)

  • [国際共同研究] Aachen University(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [国際共同研究] Lund University(スウェーデン)

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [国際共同研究] Utrecht University(オランダ)

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Wuerzburg University(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Mimicking Wagyu beef fat in cultured meat: Progress in edible bovine adipose tissue production with controllable fatty acid composition2023

    • 著者名/発表者名
      Louis Fiona、Furuhashi Mai、Yoshinuma Haruka、Takeuchi Shoji、Matsusaki Michiya
    • 雑誌名

      Materials Today Bio

      巻: 21 ページ: 100720-100720

    • DOI

      10.1016/j.mtbio.2023.100720

    • 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] 3D puzzle-inspired construction of large and complex organ structures for tissue engineering2023

    • 著者名/発表者名
      Xie Zheng-Tian、Zeng Jinfeng、Miyagawa Shigeru、Sawa Yoshiki、Matsusaki Michiya
    • 雑誌名

      Materials Today Bio

      巻: 21 ページ: 100726-100726

    • DOI

      10.1016/j.mtbio.2023.100726

    • 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] Construction of enzyme digested holes on hydrogel surface inspired by cell migration processes2023

    • 著者名/発表者名
      Shang Yucheng、Zeng Jinfeng、Matsusaki Michiya
    • 雑誌名

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      巻: 674 ページ: 69-74

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2023.06.077

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 3D Printing of Collagen Scaffold with Enhanced Resolution in a Citrate‐Modulated Gellan Gum Microgel Bath2023

    • 著者名/発表者名
      Xie Zheng‐Tian、Zeng Jinfeng、Kang Dong‐Hee、Saito Shigeyoshi、Miyagawa Shigeru、Sawa Yoshiki、Matsusaki Michiya
    • 雑誌名

      Advanced Healthcare Materials

      巻: 12 号: 27 ページ: 2301090-2301090

    • DOI

      10.1002/adhm.202301090

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ultra‐Rapid and Specific Gelation of Collagen Molecules for Transparent and Tough Gels by Transition Metal Complexation2023

    • 著者名/発表者名
      Suezawa Tomoyuki、Sasaki Naoko、Yukawa Yuichi、Assan Nazgul、Uetake Yuta、Onuma Kunishige、Kamada Rino、Tomioka Daisuke、Sakurai Hidehiro、Katayama Ryohei、Inoue Masahiro、Matsusaki Michiya
    • 雑誌名

      Advanced Science

      巻: 10 号: 30 ページ: 20232637-20232637

    • DOI

      10.1002/advs.202302637

    • 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] Comparative Analysis of the Residues of Granular Support Bath Materials on Printed Constructs in Embedded 3D Printing2023

    • 著者名/発表者名
      Jinfeng Zeng, Nozomi Kasahara, Zhengtian Xie, Fiona Louis, Donghee Kang, Yasumasa Dekishima, Michiya Matsusaki
    • 雑誌名

      Biofabrication

      巻: in press

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] “Out‐of‐the‐box” Granular Gel Bath Based on Cationic Polyvinyl Alcohol Microgels for Embedded Extrusion Printing2023

    • 著者名/発表者名
      Zeng Jinfeng、Xie Zhengtian、Dekishima Yasumasa、Kuwagaki Setsuka、Sakai Norihito、Matsusaki Michiya
    • 雑誌名

      Macromolecular Rapid Communications

      巻: 44 号: 8 ページ: 2300025-2300025

    • DOI

      10.1002/marc.202300025

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Biofabrication of vascularized adipose tissues and their biomedical applications2023

    • 著者名/発表者名
      Karanfil Asli Sena、Louis Fiona、Matsusaki Michiya
    • 雑誌名

      Materials Horizons

      巻: in press 号: 5 ページ: 1539-1558

    • DOI

      10.1039/d2mh01391f

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Fabrication of a Gelatin-Based Microdevice for Vascular Cell Culture2022

    • 著者名/発表者名
      Sasaki Satoko、Suzuki Tomoko、Morikawa Kyojiro、Matsusaki Michiya、Sato Kae
    • 雑誌名

      Micromachines

      巻: 14 号: 1 ページ: 107-107

    • DOI

      10.3390/mi14010107

    • 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] Injectable Prevascularized Mature Adipose Tissues (iPAT) to Achieve Long‐Term Survival in Soft Tissue Regeneration2022

    • 著者名/発表者名
      Louis Fiona、Sowa Yoshihiro、Irie Shinji、Higuchi Yuriko、Kitano Shiro、Mazda Osam、Matsusaki Michiya
    • 雑誌名

      Advanced Healthcare Materials

      巻: 11 号: 23 ページ: 2201440-2201440

    • DOI

      10.1002/adhm.202201440

    • 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] Layer-by-layer assembly methods and their biomedical applications2022

    • 著者名/発表者名
      Zhang Zhuying、Zeng Jinfeng、Groll Juergen、Matsusaki Michiya
    • 雑誌名

      Biomaterials Science

      巻: 10 号: 15 ページ: 4077-4094

    • DOI

      10.1039/d2bm00497f

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Bioink with cartilage-derived extracellular matrix microfibers enables spatial control of vascular capillary formation in bioprinted constructs2022

    • 著者名/発表者名
      Terpstra Margo L、Li Jinyu、Mensinga Anneloes、de Ruijter Mylene、van Rijen Mattie H P、Androulidakis Charalampos、Galiotis Costas、Papantoniou Ioannis、Matsusaki Michiya、Malda Jos、Levato Riccardo
    • 雑誌名

      Biofabrication

      巻: 14 号: 3 ページ: 034104-034104

    • DOI

      10.1088/1758-5090/ac6282

    • 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
  • [学会発表] Smart Design of Cell Microenvironment for Biofabrication2023

    • 著者名/発表者名
      Michiya Matsusaki
    • 学会等名
      TERMIS-AP2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Control of Oxygen and Nutrients in Cell Microenvironments by Smart Biomaterials2023

    • 著者名/発表者名
      Michiya Matsusaki
    • 学会等名
      GPS-K2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Controlling Collective Migration of Cancer Organoids in 3D Culture with Transparent and Tough Collagen Gels2023

    • 著者名/発表者名
      Michiya Matsusaki
    • 学会等名
      16th ISNM
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Nano-Design of Cell Surfaces for Biomedical Applications2023

    • 著者名/発表者名
      Michiya Matsusaki
    • 学会等名
      IPC2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Construction of Structured Wagyu Meat by 3D Stem Cell Printing2023

    • 著者名/発表者名
      Michiya Matsusaki
    • 学会等名
      SCSS annual meeting
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 3D-Bioprinting Fabrication of Lab-grown Structured Wagyu Meat2022

    • 著者名/発表者名
      Michiya Matsusaki
    • 学会等名
      8th ISCCM
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Tissue Engineering Approach to Construct a Vascularized 3D-human Tissue Model2022

    • 著者名/発表者名
      Michiya Matsusaki
    • 学会等名
      TERMIS-AP2022
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Vascularized 3D-Tissue Models for Infection Assays of Cancer Cells and Bacteria2022

    • 著者名/発表者名
      Michiya Matsusaki
    • 学会等名
      Biofabrication meets Infection Symposium
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Michiya Matsusaki2022

    • 著者名/発表者名
      Development of Blood-Brain Barrier Networks With Open Structures for Screening Assays of Receptor-Mediated Transport
    • 学会等名
      7th Int’l Conference on Tissue Engineering in conjugation with the 5th Int’l Conference on Regenerative Biomedical Materials
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Tissue Engineering for Construction of Vascularized 3D-Tissues for Therapy and Drug Evaluation2022

    • 著者名/発表者名
      Michiya Matsusaki
    • 学会等名
      ACTO2022
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [備考] 大阪大学大学院工学研究科 応用化学専攻 松崎研究室

    • URL

      http://www.chem.eng.osaka-u.ac.jp/~matsusaki-lab/

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書 2022 実施状況報告書
  • [備考] 大阪大学大学院工学研究科 培養肉社会実装共同研究講座

    • URL

      http://www.chem.eng.osaka-u.ac.jp/~matsusaki-lab/joint_research/jl2/

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書 2022 実施状況報告書
  • [備考] 大阪大学大学院工学研究科 先端細胞制御化学(TOPPAN)共同研究講座

    • URL

      http://www.chem.eng.osaka-u.ac.jp/~matsusaki-lab/joint_research/jl1/

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書 2022 実施状況報告書
  • [産業財産権] 薬物徐放性を血小板に付与する細胞デザイナー分子2023

    • 発明者名
      松崎典弥、仲本正彦、片山量平
    • 権利者名
      松崎典弥、仲本正彦、片山量平
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2023-029675
    • 出願年月日
      2023
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      2022 実施状況報告書
  • [産業財産権] 生きた三次元組織の深部観察を可能とする透明化ポリマー2023

    • 発明者名
      松崎典弥
    • 権利者名
      松崎典弥
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2023-026167
    • 出願年月日
      2023
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [産業財産権] 細胞にタンパク質付着性を付与する細胞デザイナー分子2023

    • 発明者名
      松崎典弥
    • 権利者名
      松崎典弥
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2023-024508
    • 出願年月日
      2023
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [産業財産権] 立体組織構造体形成用足場材及び立体組織構造体の製造方法2023

    • 発明者名
      北野史朗、松崎典弥、フィオナ ルイス
    • 権利者名
      北野史朗、松崎典弥、フィオナ ルイス
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2023-013166
    • 出願年月日
      2023
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [産業財産権] 三次元培養用細胞足場材を調製するための組成物、三次元バイオプリンティングのサポーティングバス、及び三次元組織の製造方法2022

    • 発明者名
      出來島 康方、桑垣雪華、酒井紀人、松崎典弥, 曽 金鳳
    • 権利者名
      出來島 康方、桑垣雪華、酒井紀人、松崎典弥, 曽 金鳳
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2022-205426
    • 出願年月日
      2022
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2022-07-05   更新日: 2025-01-30  

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