幹細胞培養プロセスのマルチスケール設計基盤

• 研究課題/領域番号: 24K21694
• 研究種目: 挑戦的研究(萌芽)
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 中区分27:化学工学およびその関連分野
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 杉山 弘和 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (70701340)
• 研究分担者: 西川 昌輝 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (40843149)
• 研究期間 (年度): 2024-06-28 – 2027-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2024年度)
• 配分額: 6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円); 2026年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円); 2025年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円); 2024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: 幹細胞培養 / 単位操作 / モデリング / プロセス設計

研究開始時の研究の概要

医療応用が進む幹細胞。しかし幹細胞は、大量生産どころか、均一な二次元培養も未だに困難である。本研究では、幹細胞培養を新しい単位操作として定義し、設計可能なシステムにする。対象は、不均一性が産業化の障壁になっている間葉系幹細胞とする。研究は、シミュレーションと実験のサイクルを回しながら実施する。この際、一細胞をバウンダリとしたときの物質・エネルギー収支、複数細胞間のクロストーク、培養装置内の培地や酸素濃度変化を、三つの階層に分けて分析する。さらに、階層間を媒介変数でつなげた「マルチスケール設計基盤」を構築する。