ヒト多能性幹細胞を用いた生体モデルＢｏｄｙ ｏｎ ａ ｃｈｉｐの開発

• 研究課題/領域番号: 24656502
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 生物機能・バイオプロセス
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 亀井 謙一郎 京都大学, 物質ー細胞統合システム拠点, 助教 (00588262)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2014-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2013年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円); 2012年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
• キーワード: マイクロ流体デバイス / ヒト多能性幹細胞 / 組織工学 / ヒトES/iPS細胞 / 幹細胞 / Body on a Chip / 3次元微小組織

研究概要

本研究では、①マイクロ流体テクノロジーを駆使して3次元微小組織形成デバイスを開発し、②ヒト多能性幹細胞を用いた3次元微小組織の作製、③微小組織を連結することによるin vitro生体モデル「Body on a Chip」の作製とそれを用いた新規薬効評価を行うことを目的としている。具体的には、A. 多様な細胞外微小環境を作製・試験できるハイスループットマイクロ流体デバイス（HT-microFD）の開発、B. ヒトES/iPS細胞を用いた多種の機能的3次元組織への分化誘導法の確立、C. 作製した微小組織をマイクロ流体デバイス内で連結することによる生体モデルの作製と薬効評価を行う。

研究成果

• [雑誌論文] Three-dimensional cultured liver-on-a-Chip with mature hepatocyte-like hcells derived from human pluripotent stem cells (2019)
  • 著者名/発表者名: Kamei, Ken-ichiro; Yoshioka, Momoko; Terada, Shiho; Tokunaga, Yumie; Chen, Yong
  • 雑誌名: Biomedical Microdevices 巻: 21 号: 3 ページ: 73-73
  • DOI: 10.1007/s10544-019-0423-8
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Microfluidic-nanofiber hybrid array for screening of cellular microenvironments (2017)
  • 著者名/発表者名: K. Kamei, Y. Mashimo, M. Yoshioka, Y. Tokunaga, C. Fockenberg, S. Terada, M. Nakajima, T. Shibata-Seki, L. Liu, T. Akaike, E. Kobatake, E. S. How, M. Uesugi and Y. Chen
  • 雑誌名: Small 巻: 印刷中 号: 18 ページ: 1603104-1603104
  • DOI: 10.1002/smll.201603104
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Integrated heart/cancer on a chip to reproduce the side effects of anti-cancer drugs in vitro (2017)
  • 著者名/発表者名: Kamei, Ken-ichiro; Kato, Yoshiki; Hirai, Yoshikazu; Ito, Shinji; Satoh, Junko; Oka, Atsuko; Tsuchiya, Toshiyuki; Chen, Yong; Tabata, Osamu
  • 雑誌名: RSC Advances 巻: 7 号: 58 ページ: 36777-36786
  • DOI: 10.1039/c7ra07716e
  • NAID: 120006331959
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Characterization of phenotypic and transcriptional differences in human pluripotent stem cells under two- and three-dimensional culture conditions (2016)
  • 著者名/発表者名: K. Kamei, Y. Koyama, Y. Mashimo, M. Yoshioka, C. Fockenberg, M. Nakashima, R. Mosbergen, O. Korn, J. Li, C. Wells and Y. Chen
  • 雑誌名: Advanced Healthcare Materials 巻: 5 号: 22 ページ: 2951-2958
  • DOI: 10.1002/adhm.201600893
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] 3次元微細加工を応用したBody on a Chipの開発 (2016)
  • 著者名/発表者名: Y.Kato, Y.Hirai, K.Kamei, T.Tsuchiya and O.Tabata
  • 雑誌名: 電気学会論文誌Ｅ（センサ・マイクロマシン部門誌） 巻: 136 号: 6 ページ: 229-236
  • DOI: 10.1541/ieejsmas.136.229
  • NAID: 130005154785
  • ISSN: 1341-8939, 1347-5525
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nanofibrous gelatin substrates for long-term expansion of human pluripotent stem cells (2014)
  • 著者名/発表者名: Li Liu, Momoko Yoshioka, Minako Nakajima, Arata Ogasawara, Jun Liu, Kouichi Hasegawa, Sisi Li, Jianli Zou, Norio Nakatsuji, Ken-ichiro Kamei*, Yong Chen*
  • 雑誌名: Biomaterial 巻: in press 号: 24 ページ: 6259-6267
  • DOI: 10.1016/j.biomaterials.2014.04.024
  • 査読あり
• [雑誌論文] Body on a Chip: Re-creation of a living system in vitro (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Kamei, Y. Hirai and O. Tabata
  • 雑誌名: IEEE, Nanotechnology Magazine 巻: 7 号: 3 ページ: 6-14
  • DOI: 10.1109/mnano.2013.2275024
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cutting-edge microfabricated biomedical tools for human pluripotent stem cell research (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Kamei
  • 雑誌名: Journal of Laboratory Automation 巻: 18(6) 号: 6 ページ: 469-481
  • DOI: 10.1177/2211068213495394
  • 査読あり
• [雑誌論文] Phenotypic and transcriptional modulation of human pluripotent stem cells induced by nano/microfabrication materials (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Kamei, Y. Hirai, Y. Makino, M. Yoshioka, Q. Yuan, M. Nakajima, Y. Chen, and O. Tabata
  • 雑誌名: Advanced Healthcare Materials 巻: 2(2) 号: 2 ページ: 287-291
  • DOI: 10.1002/adhm.201200283
  • 査読あり
• [学会発表] Bio-inspired microfluidic platform to control cell functions (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Kamei, Y. Mashimo, Y. Koyama, M. Yoshioka, M. Nakajima, C. Fockenberg, Y. Chen
  • 学会等名: 日本化学会第94春季年会(2014)
• [学会発表] High-throughput screening platform (2014)
  • 著者名/発表者名: Y. Mashimo, K. Kamei, C. Fockenberg, L. Liu, Y. Koyama and Y. Chen
  • 学会等名: 日本化学会第94春季年会(2014)
• [学会発表] ナノファイバーを用いたヒト多能性幹細胞培養基材の開発 (2014)
  • 著者名/発表者名: 亀井謙一郎、劉莉、吉岡桃子、長谷川光一、中辻憲夫、陳勇
  • 学会等名: 日本再生医療学会総会
• [学会発表] ハイスループット・マイクロ流体デバイスを用いたヒトES/iPS細胞培養用ナノファイバー・スクリーニング (2014)
  • 著者名/発表者名: 眞下泰正、C. Fockenberg、小山芳江、劉莉、陳勇、亀井謙一郎
  • 学会等名: 日本再生医療学会総会
• [学会発表] Bio-inspired microfluidic platform to control cell functions (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Kamei, Y. Mashimo, Y. Koyama, M. Yoshioka, M. Nakajima, C. Fockenberg, Y. Chen
  • 学会等名: 日本化学会第94春季年会
  • 発表場所: 名古屋大学
• [学会発表] High-throughput screening platform of engineered cellular microenvironments for human pluripotent stem cells (2014)
  • 著者名/発表者名: Y. Mashimo, K. Kamei, C. Fockenberg, L. Liu, Y. Koyama and Y. Chen
  • 学会等名: 日本化学会第94春季年会
  • 発表場所: 名古屋大学
• [学会発表] ナノファイバーを用いたヒト多能性幹細胞培養基材の開発 (2014)
  • 著者名/発表者名: 亀井 謙一郎、劉 莉、吉岡 桃子、長谷川 光一、中辻 憲夫、陳 勇
  • 学会等名: 日本再生医療学会総会
  • 発表場所: 国立京都国際会館
• [学会発表] ハイスループット・マイクロ流体デバイスを用いたヒトES/iPS細胞培養用ナノファイバー・スクリーニング (2014)
  • 著者名/発表者名: 眞下 泰正、C. Fockenberg、小山 芳江、劉 莉、陳 勇、亀井 謙一郎
  • 学会等名: 日本再生医療学会総会
  • 発表場所: 国立京都国際会館
• [学会発表] Bio-inspired microfluidic platform to control cell functions (2013)
  • 著者名/発表者名: K.Kamei
  • 雑誌名: The 10th MicRO Alliance Meeting 2013
  • 発表場所: 京都大学
  • 年月日: 2013-11-21
  • 招待講演
• [学会発表] Engineered regulatory niche to control cellular functions (2013)
  • 著者名/発表者名: K.Kamei
  • 学会等名: 7th Annual Symposium on Nanobiotechnology
  • 発表場所: University of Bristol, Bristol, UK
  • 年月日: 2013-11-05
  • 招待講演
• [学会発表] ｢Body on a Chip｣を用いた創薬スクリーニングの開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 亀井 謙一郎
  • 学会等名: テルモ科学技術振興財団 特別研究助成 贈呈式 記念講演
  • 発表場所: KKRホテル東京
  • 年月日: 2013-03-14
  • 招待講演
• [学会発表] Nano/microengineering approach to investigate and control stem cell function (2013)
  • 著者名/発表者名: K.Kamei
  • 学会等名: Seminar
  • 発表場所: Monash University, Clayton, Australia
  • 年月日: 2013-02-14
  • 招待講演
• [学会発表] Gelatin nanofibrous scaffold to maintain human ES/iPS cells for long-term period (2013)
  • 著者名/発表者名: K.Kamei
  • 学会等名: Joint SCA and iCeMS Symposium
  • 発表場所: University of Melbourne, Melbourne, Australia
  • 年月日: 2013-02-13
  • 招待講演
• [学会発表] Gelatin nanofibrous scaffold enables maintaining human ES/iPS cells for long-term period (2013)
  • 著者名/発表者名: K.Kamei
  • 学会等名: The 1st Bristol-Kyoto Symposium 2013
  • 発表場所: University of Bristol, Bristol, UK
  • 年月日: 2013-01-10
  • 招待講演
• [学会発表] Nanofiber scaffolds to maintain human pluripotent stem cells under feeder-free conditions (2013)
  • 著者名/発表者名: K.Kamei
  • 学会等名: Mini-symposium of WPI-iCeMS and Edinburgh University
  • 発表場所: University of Edinburgh, Edinburgh, UK
  • 年月日: 2013-01-08
  • 招待講演
• [学会発表] Gelatin nanofibrous scaffold enables maintaining human ES/iPS cells for long-term period (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Kamei
  • 学会等名: The 1st Bristol-Kyoto Symposium 2013
  • 発表場所: Bristol, UK
  • 招待講演
• [学会発表] Gelatin nanofibrous scaffold enables expanding human pluripotent stem cells for long-term period (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Kamei
  • 学会等名: 6th Nanobiotechnology Symposium
  • 発表場所: Kyoto University, Kyoto, Japan
  • 招待講演
• [学会発表] Artificial regulatory microenvironments (niche) for controlling cell function (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Kamei
  • 学会等名: IEEE Nanotechnology Material and Devices Conference (IEEE-NMDC)
  • 発表場所: Hawaii, USA
  • 招待講演
• [学会発表] Phenotypic modulation of pluripotent stem cells (PSCs) induced by microfabrication materials (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Kamei, Y. Hirai, Y. Makino, M. Yoshioka, M. Nakajima, Q. Yuan, Y. Chen and O. Tabata
  • 学会等名: The 16th International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences (MicroTAS)
  • 発表場所: 沖縄
• [学会発表] Phenotypic modulation of pluripotent stem cells by microfabrication materials (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Kamei, Y. Hirai, Y. Makino, M. Yoshioka, M. Nakajima, Q. Yuan, Y. Chen and O. Tabata
  • 学会等名: 10th International Society of Stem Cell Research (ISSCR) Annual Meeting,
  • 発表場所: 横浜
• [学会発表] Body on a Chip：人体の再構成と創薬への応用
  • 著者名/発表者名: 亀井 謙一郎
  • 学会等名: 電子情報技術部会、MEMS分科会講演会
  • 発表場所: 公益社団法人 新化学技術推進協会
  • 招待講演
• [学会発表] Nano/microengineering approach to investigate and control stem cell function
  • 著者名/発表者名: K. Kamei
  • 学会等名: Monash University
  • 発表場所: Monash University, Clayton, Australia
  • 招待講演
• [学会発表] Gelatin nanofibrous scaffold to maintain human ES/iPS cells for long-term period
  • 著者名/発表者名: K. Kamei
  • 学会等名: Joint SCA and iCeMS Symposium
  • 発表場所: University of Melbourne, Melbourne, Australia
  • 招待講演
• [学会発表] Nanofiber scaffolds to maintain human pluripotent stem cells under feeder-free conditions
  • 著者名/発表者名: K. Kamei
  • 学会等名: Mini-symposium of WPI-iCeMS and Edinburg University
  • 発表場所: Edinburg, UK
  • 招待講演
• [学会発表] Phenotypic and transcriptional modulation of human pluripotent stem cells induced by nano/microfabrication materials
  • 著者名/発表者名: K. Kamei
  • 学会等名: MicRO Alliance Meeting 2012
  • 発表場所: University of Freiburg, Freiburg, Germany
  • 招待講演
• [備考]
  • URL: http://www.chen.icems.kyoto-u.ac.jp/
• [備考]
  • URL: http://ken1kamei.wordpress.com/
• [備考] Ken-ichiro Kamei @ iCeMS, Kyoto University
  • URL: http://ken1kamei.wordpress.com
• [備考] Chen Group, iCeMS, Kyoto Unversity
  • URL: http://www.chen.icems.kyoto-u.ac.jp
• [産業財産権] マイクロ流体デバイス及び細胞の微小3次元培養法 (2021)
  • 発明者名: 亀井謙一郎、陳勇
  • 権利者名: 京都大学
  • 産業財産権種類: 特許
  • 取得年月日: 2021
• [産業財産権] マイクロ流体デバイス及び細胞の微小3次元培養法 (2019)
  • 発明者名: 亀井 謙一郎、陳 勇
  • 権利者名: 京都大学
  • 産業財産権種類: 特許
  • 取得年月日: 2019
• [産業財産権] 細胞培養足場基材、マイクロ流体デバイス及びそれを用いたハイスループットナノファイバースクリーニング方法 (2018)
  • 発明者名: 亀井 謙一郎、眞下 泰正、劉 莉、陳 勇
  • 権利者名: 京都大学
  • 産業財産権種類: 特許
  • 取得年月日: 2018
• [産業財産権] マイクロ流体デバイス及び細胞の微小3次元培養法 (2016)
  • 発明者名: 亀井 謙一郎, 陳 勇
  • 権利者名: 京都大学
  • 出願年月日: 2016-07-14
  • 説明: 国外に移行中
• [産業財産権] 内胚葉系細胞の製造方法、肝臓細胞の製造方法、内胚葉系細胞の誘導促進剤、肝臓細胞の誘導促進キット、およびマイクロ流体デバイス (2015)
  • 発明者名: 亀井 謙一郎, 本田 桃子
  • 権利者名: 京都大学
  • 出願年月日: 2015-12-22
  • 説明: 提出日：2014年12月24日 国外に移行中
• [産業財産権] マイクロ流体デバイスを用いたヒト多能性幹細胞の微小3次元培養法 (2014)
  • 発明者名: 亀井 謙一郎、陳 勇
  • 権利者名: 京都大学
  • 産業財産権種類: 特許
  • 出願年月日: 2014-02-25
• [産業財産権] マイクロ流体デバイスを用いたヒト多能性幹細胞の微小3次元培養法 (2014)
  • 発明者名: 亀井 謙一郎、陳 勇
  • 権利者名: 亀井 謙一郎、陳 勇
  • 産業財産権種類: 特許
  • 出願年月日: 2014-02-25
• [産業財産権] 細胞培養足場基材、マイクロ流体デバイス及びそれを用いたハイスループットナノファイバースクリーニング方法 (2013)
  • 発明者名: 亀井 謙一郎、眞下 泰正、劉 莉、陳 勇
  • 権利者名: 京都大学
  • 産業財産権種類: 特許
  • 出願年月日: 2013-12-20
• [産業財産権] 細胞培養足場基材、マイクロ流体デバイス及びそれを用いたハイスループットナノファイバースクリーニング方法 (2013)
  • 発明者名: 亀井 謙一郎、眞下 泰正、劉 莉、陳 勇
  • 権利者名: 亀井 謙一郎、眞下 泰正、劉 莉、陳 勇
  • 産業財産権種類: 特許
  • 出願年月日: 2013-12-20