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分化制御と細胞選択機能を有する独創的な培養基質の創製による心筋再生組織構築の革新

研究課題

研究課題/領域番号 25350521
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 生体医工学・生体材料学
研究機関山形大学

研究代表者

馮 忠剛  山形大学, 理工学研究科, 准教授 (10332545)

研究分担者 中村 孝夫  山形大学, 大学院医学系研究科, 教授 (00142654)
小沢田 正  山形大学, 大学院理工学研究科, 教授 (10143083)
梅津 光生  早稲田大学, 理工学術院, 教授 (90132927)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2015年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2014年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2013年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
キーワード心筋再生組織 / 心臓血管系細胞分化 / 幹細胞分化誘導 / 培養基質 / 基質力学特性 / 細胞分化促進 / 細胞選択 / 応力バイオリアクタ / 心筋組織ECM / 心筋細胞分化 / 力学特性 / ヒトiPS細胞 / 動的特性 / 基質 / 心筋組織マトリクス / ゲル
研究成果の概要

本研究では幹細胞の分化制御機能と標的細胞の細胞選択機能を有する新規機能性培養基質の創製により心筋再生組織構築の革新を目指す。動物心筋組織細胞外マトリクス由来ハイドロゲル培養基質を作成し、動物由来培養基質上に幹細胞の心筋細胞への分化誘導を行い、基質力学特性の変化によって幹細胞の心筋細胞、平滑筋細胞などの分化制御及び細胞選択の可能性を示唆した。更に応力印加バイオリアクタの応用によって心筋再生組織構築の中間モジュールを作成することができた。本研究ではES/iPS細胞から高度機能的な心筋再生組織の新たな構築法が呈示された。

報告書

(4件)
  • 2015 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2014 実施状況報告書
  • 2013 実施状況報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて 2016 2015 2014 2013

すべて 雑誌論文 (9件) (うち国際共著 3件、 査読あり 9件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Novel Three-dimensional Micro Vibration Actuator for Imposing Dynamic Stimulations to Promote Differentiation of iPS Cells2016

    • 著者名/発表者名
      Tadashi Kosawada, Tomoyuki Koizumi, Kazuya Ugajin, Zhonggang Feng, Kaoru Goto
    • 雑誌名

      Microsystem Technologies

      巻: 22 号: 1 ページ: 45-56

    • DOI

      10.1007/s00542-015-2644-y

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] A fibril-based structural constitutive theory reveals the dominant role of network characteristics on the mechanical behavior of fibroblast-compacted collagen gels2015

    • 著者名/発表者名
      Z Feng, Y Ishiguro, K Fujita, T Kosawada, T Nakamura, D Sato, T Kitajima, M Umezu
    • 雑誌名

      Biomaterials

      巻: 67 ページ: 356-381

    • DOI

      10.1016/j.biomaterials.2015.07.038

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Design a novel asymmetric bifurcating microfluidic channel for cell separation by size2015

    • 著者名/発表者名
      Z Feng, T Nakamura, D Sato, T Kitajima, M Umezu
    • 雑誌名

      Proc. of 10th Asian Control Conference (ASCC) 2015

      巻: 1 ページ: 991-995

    • DOI

      10.1109/ascc.2015.7244477

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Characterizing and Modulating the Mechanical Properties of hydrogels from Ventricular Extracellular Matrix2015

    • 著者名/発表者名
      Kyohei Fujita, Yuuki Tuchida, Hiroki Seki, Daisuke Sato, Takao Nakamura, Tadashi Kosawada, Zhonggang Feng, Yasuyuki Shiraishi, Mitsuo Umezu
    • 雑誌名

      Proceedings of the 10th Asian Control Conference 2015

      巻: Proc. of ASCC 2015 ページ: 718-722

    • DOI

      10.1109/ascc.2015.7244661

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] The mechanisms of fibroblast-mediated compaction of collagen gels and the mechanical niche around individual fibroblasts2014

    • 著者名/発表者名
      Feng Z, Wagatsuma Y, Kikuchi M, Kosawada T, Nakamura T, Sato D, Sirasawa N, Kitajima T, Umezuo M
    • 雑誌名

      Biomaterials

      巻: 35 号: 28 ページ: 8078-8091

    • DOI

      10.1016/j.biomaterials.2014.05.072

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Dynamic analysis of circular engineered cardiac tissue to evaluate the active contractile force2014

    • 著者名/発表者名
      Feng Z, Kitajima T, Kosawada T, Nakamura T, Sato D, Umezu M
    • 雑誌名

      Communications in Computer and Information Science

      巻: 461 ページ: 198-208

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Expression of microRNA-1, microRNA-133a and Hand2 protein in cultured embryonic rat cardiomyocytes2014

    • 著者名/発表者名
      Z Feng, R Takahashi, T Nakamura, D Sato, N Shirasawa, A Nakayama, S Kurashige, T Kosawada, T Kitajima, M Umezu
    • 雑誌名

      In Vitro Cell Development Biol - Animal

      巻: (in press) 号: 8 ページ: 700-706

    • DOI

      10.1007/s11626-014-9755-0

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fatty acid composition in fetal, neonatal, and cultured cardiomyocytes in rats2013

    • 著者名/発表者名
      Karimata T, Seya D, Wakatsuki T, Feng Z, Sato D, Nishina A, Kusunoki M, Nakamura T
    • 雑誌名

      In Vitro Cell Dev Biol Anim

      巻: 49(10) 号: 10 ページ: 798-804

    • DOI

      10.1007/s11626-013-9668-3

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Analysis of the Contraction of Fibroblast-Collagen Gels and the Traction Force of Individual Cells by a Novel Elementary Structural Model2013

    • 著者名/発表者名
      Z. Feng, Y. Wagatsuma, S. Kobayashi, T. Kosawada, D. Sato, T. Nakamura,T. Kitajima, M. Umezu
    • 雑誌名

      Proceedings of 35th Annual International Conference of the IEEE EMBS

      巻: 35 ページ: 6232-6235

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Biomechanics of fibroblast-compacted collagen gels investigated under fibrillar framework2015

    • 著者名/発表者名
      Z Feng, T Nakamura, D Sato, T Kosawada, T Kitajima, M Umezu
    • 学会等名
      6th International Conference on Mechanics of Biomaterials and Tissues(ICOMBT2015)
    • 発表場所
      Waikoloa, ハワイ, アメリカ合衆国
    • 年月日
      2015-12-06
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Improvement of mechanical properties of hydrogel from ventricular extracellular matrix by carbodiimide crosslinker2015

    • 著者名/発表者名
      K Fujita,Z Feng, D Sato, T Nakamura, T Kosawada, Y Shiraishi, M Umezu
    • 学会等名
      6th International Conference on Mechanics of Biomaterials and Tissues(ICOMBT2015)
    • 発表場所
      Waikoloa, ハワイ, アメリカ合衆国
    • 年月日
      2015-12-06
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 豚羊膜の粘 弾性及び強度特性2015

    • 著者名/発表者名
      菊地真郷,馮忠剛,小沢田正,佐藤大介,中村孝夫,梅津光生
    • 学会等名
      第53回日本人工臓器学会
    • 発表場所
      東京、東京ドームホテル
    • 年月日
      2015-11-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] カルボジイミド系架橋剤による心室組織 ECM 由来ハイドロゲルの力学特性の向上2015

    • 著者名/発表者名
      藤田恭平,馮忠 剛,小沢田正,佐藤大介,中村孝夫,白石泰之,梅津光生
    • 学会等名
      第37回 日本バイオマテリアル学会大会
    • 発表場所
      京都、京都テルサ
    • 年月日
      2015-11-09
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Mechanisms of Fibroblast-Mediated Compaction of Collagen Gels2014

    • 著者名/発表者名
      Z Feng
    • 学会等名
      1st Bio-IST Symp
    • 発表場所
      Kuala Lumpur, Malaysia
    • 年月日
      2014-08-06 – 2014-08-07
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Traction force exerted by individual fibroblasts or cardiomyocytes in collagen gels2014

    • 著者名/発表者名
      Feng Z, Kosawada T, Sato D, Nakamura T, Kitajima T, Umezu M
    • 学会等名
      ICM&P 2014 (JSME/ASME)
    • 発表場所
      Detroit, USA
    • 年月日
      2014-06-09 – 2014-06-13
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Mechanical properties of bio-hydrogel from cardiac extracellular matrix2014

    • 著者名/発表者名
      Fujita K, Kayano Y, Feng Z, Kosawada T, Sato D, Nakamura T, Shiraishi Y, Umezu M
    • 学会等名
      ICM&P 2014 (JSME/ASME)
    • 発表場所
      Detroit, USA
    • 年月日
      2014-06-09 – 2014-06-13
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Mechanical niche in fibroblast-compacted collagen gels.2014

    • 著者名/発表者名
      Feng Z, Kosawada T, Sato D, Nakamura T, Kitajima T, Umezu M
    • 学会等名
      ISMB 2014
    • 発表場所
      Okayama University, Okayama, Japan
    • 年月日
      2014-05-20 – 2014-05-23
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] マウスES細胞の心筋細胞への分化誘導過程におけるBMP2処理の効果2014

    • 著者名/発表者名
      彭卉、土原龍夫、菊地涼、佐藤大介、中村孝夫、小沢田正、馮忠剛
    • 学会等名
      第13回日本再生医療学会総会
    • 発表場所
      京都, 国立京都国際会館
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Spontaneous beat behavior of circular engineered cardiac tissue2013

    • 著者名/発表者名
      Feng Z, Kitajima T, Sato D, Nakamura T, Umezu M
    • 学会等名
      JSST 2013 International Conference on Simulation Technology
    • 発表場所
      Tokyo, Meiji University, Liberty Tower
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Nonlinear mechanical characteristics of soft tissue equivalent2013

    • 著者名/発表者名
      Z Feng, T Nakamura, D Sato, T Kitajima, M Umezu
    • 学会等名
      5th Congress of the International Federation for Artificial Organs (IFAO2013)
    • 発表場所
      Yokohama, Pacifico Yokohama
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書

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公開日: 2014-07-25   更新日: 2019-07-29  

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