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神経インターフェース技術に基づいたインスリン分泌制御手法の開発とデバイス化

研究課題

研究課題/領域番号 25882056
研究種目

研究活動スタート支援

配分区分補助金
研究分野 生体医工学・生体材料学
研究機関独立行政法人産業技術総合研究所

研究代表者

高山 祐三  独立行政法人産業技術総合研究所, その他部局等, 研究員 (60608438)

研究期間 (年度) 2013-08-30 – 2015-03-31
研究課題ステータス 採択後辞退 (2014年度)
配分額 *注記
2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2014年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2013年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード糖尿病 / 幹細胞 / 神経細胞 / 微細加工
研究概要

多能性幹細胞よりインスリン分泌膵b細胞を誘導する試みは糖尿病治療の重要なステップとして注目を集めているが, 幹細胞由来膵b細胞は実際の細胞と比べてグルコース応答性等の機能が劣るといった理由から, 膵b細胞のインスリン分泌を人為的に制御する手法開発が求められている。
これに対して本研究の目的は自家移植を目標とした分化細胞からの神経細胞・膵b細胞の誘導手法の開発、及び神経インターフェース技術を利用した工学的アプローチにより膵b細胞のインスリン分泌を制御する手法の確立である。
本年度は特に線維芽細胞より神経細胞と膵b細胞を誘導する手法の確立に注力した。これまでにウイルスベクターを用いた遺伝子導入法による線維芽細胞から目的細胞へのダイレクトリプログラミングが行われているが、この手法には遺伝子への障害リスクや効率性・再現性などに課題があった。これに対して我々は低分子化合物を用いた細胞加工技術による神経細胞・膵b細胞誘導を試みた。これまでにマウス線維芽細胞に対してエピジェネティクス状態を制御する低分子化合物を作用させ、その後神経誘導培地を用いて培養を行うことで線維芽細胞から神経細胞を誘導することを可能とした。また、同様に低分子化合物を作用させた線維芽細胞をマウス膵b細胞株と共培養することで、膵b細胞特有の遺伝子発現を上昇することを確認している。これらの結果より低分子化合物を用いた神経細胞・膵b細胞の誘導技術確立に向けて重要な基盤を築けたと考えている。
また、両細胞の神経インターフェース化に向けた共培養チャンバ作製に必要な微細加工機器の購入を行い、今後の微細加工実験に向けても立上げを行うことができた。

現在までの達成度 (区分)
理由

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

今後の研究の推進方策

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

報告書

(1件)
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (4件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Neural Transplantation Model Using Integration Co-Culture Chamber2014

    • 著者名/発表者名
      Kenta Shimba, Atsushi Saito, Akimasa Takeuchi, Yuzo Takayama, Kiyoshi Kotani and Yasuhiko Jimbo
    • 雑誌名

      Electronics and Communications in Japan

      巻: 97 号: 2 ページ: 36-43

    • DOI

      10.1002/ecj.11523

    • NAID

      210000185007

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [雑誌論文] Induced Current-Pharmacological Split Stimulation System for Neuronal Networks2014

    • 著者名/発表者名
      Saito A., Takayama Y., Kotani K., Jimbo Y.
    • 雑誌名

      IEEE Trans. BME

      巻: 61 号: 2 ページ: 463-472

    • DOI

      10.1109/tbme.2013.2281079

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Efficient Sequential Bayesian Inference Method for Real-time Detection and Sorting of Overlapped Neural Spikes2013

    • 著者名/発表者名
      Tatsuya Haga, Osamu Fukayama, Yuzo Takayama, Takayuki Hoshino, Kunihiko Mabuchi
    • 雑誌名

      Journal of Neuroscience Methods

      巻: Vol.219 号: 1 ページ: 92-103

    • DOI

      10.1016/j.jneumeth.2013.06.009

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effects of electric field stimulation timing on calcium dynamics of cultured cardiomyocytes2013

    • 著者名/発表者名
      Leo Miyashita, Yuzo Takayama, Tatsuya Haga, Takafumi Suzuki, Kunihiko Mabuchi
    • 雑誌名

      IEEJ Transactions on Electrical and Electronic Engineering

      巻: 8 号: S1

    • DOI

      10.1002/tee.21927

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 低分子化合物による線維芽細胞からの神経細胞ダイレクトリプログラミング

    • 著者名/発表者名
      高山 祐三, 櫛笥 博子, 渋谷 陽一郎, 中須 麻子, 木田 泰之
    • 学会等名
      第13回日本再生医療学会総会
    • 発表場所
      国立京都国際会館(京都府)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 脂肪由来細胞からの神経系細胞の誘導

    • 著者名/発表者名
      櫛笥 博子, 高山 祐三, 渋谷 陽一郎, 中須 麻子, 木田 泰之
    • 学会等名
      第13回日本再生医療学会総会
    • 発表場所
      国立京都国際会館(京都府)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 遺伝子導入による幹細胞のtenocyteへの分化誘導法開発およびモデルマウスにおける損傷腱再生迅速化への応用

    • 著者名/発表者名
      渋谷 陽一郎, 木田 泰之, 高山 祐三, 櫛笥 博子, 関堂 充
    • 学会等名
      第13回日本再生医療学会総会
    • 発表場所
      国立京都国際会館(京都府)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 神経インターフェース技術に基づくインスリン分泌制御手法の開発とデバイス化

    • 著者名/発表者名
      高山 祐三, 木田 泰之
    • 学会等名
      第13回産総研・産技連LS-BT合同研究発表会
    • 発表場所
      産業技術総合研究所(茨城県)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [備考] 産業技術総合研究所 幹細胞工学研究センター 間葉系幹細胞ダイナミクス研究チームホームページ

    • URL

      https://unit.aist.go.jp/scrc/ci/teams/mesenchymal/index.html

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [備考] 個人ホームページ

    • URL

      https://sites.google.com/site/yuzotaka0124/

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書

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公開日: 2013-09-12   更新日: 2019-07-29  

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