構造的および機能的な生体模倣性を有する三次元筋組織の構築と疾患モデルとしての応用

• 研究課題/領域番号: 26702018
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 一部基金
• 研究分野: 生体医工学・生体材料学
• 研究機関: 東京女子医科大学
• 研究代表者: 高橋 宏信 東京女子医科大学, 医学部, 助教 (00710039)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 11,570千円 (直接経費: 8,900千円、間接経費: 2,670千円); 2015年度: 6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円); 2014年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
• キーワード: 組織工学 / 再生医療 / 細胞シート / 骨格筋 / 筋組織 / 配向制御 / 神経細胞 / 血管内皮細胞

研究成果の概要

生体の構造を模倣した筋組織モデルの構築を目指して研究を行った。パターン化温度応答性基材を用いて筋芽細胞を同一方向に配向させ、３次元ゲルに貼りつけた状態で分化誘導することにより、サルコメア構造を有する筋管組織を得ることに成功した。この筋組織は電気刺激により収縮する機能的な筋組織であり、薬剤に応答して筋収縮が抑制される様子も確認された。さらに、神経細胞および血管内皮細胞を筋組織内に導入し、より複雑な構造を持つ筋組織を得ることにも成功した。これらの細胞が神経や血管として機能するまで成熟した組織を構築することができれば、薬剤スクリーニング等に有用な筋組織モデルとして応用できると期待される。

研究成果

• [雑誌論文] Cell sheet-based tissue engineering for organizing anisotropic tissue constructs produced using microfabricated thermoresponsive substrates (2015)
  • 著者名/発表者名: Takahashi H and Okano T
  • 雑誌名: Advanced Healthcare Materials 巻: ４ 号: 16 ページ: 2388-2407
  • DOI: 10.1002/adhm.201500194
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Anisotropic cellular network formation in engineered muscle tissue through the self-organization of neurons and endothelial cells (2015)
  • 著者名/発表者名: Hironobu Takahashi, Tatsuya Shimizu, Masamichi Nakayama, Masayuki Yamato, Teruo Okano
  • 雑誌名: Advanced Healthcare Materials 巻: 4 号: 3 ページ: 356-360
  • DOI: 10.1002/adhm.201400297
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] 細胞シート技術により作製した配向構造を有する骨格筋組織の機能評価 (2016)
  • 著者名/発表者名: 高橋宏信、清水達也、中山正道、大和雅之、岡野光夫
  • 学会等名: 第15回日本再生医療学会総会
  • 発表場所: 大阪国際会議場（大阪府・大阪市）
  • 年月日: 2016-03-17
• [学会発表] Micropatterned thermoresponsive materials for designing 3D microstructures in engineered tissue constructs (2015)
  • 著者名/発表者名: Hironobu Takahashi, Tatsuya Shimizu, Masayuki Yamato, Teruo Okano
  • 学会等名: 2015 MRS Fall Meeting & Exhibit
  • 発表場所: ボストン（アメリカ）
  • 年月日: 2015-11-29
  • 国際学会
• [学会発表] 細胞シートとパターン化技術を用いた３D組織構築技術の現状と展望 (2015)
  • 著者名/発表者名: 高橋宏信
  • 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: 京都テルサ（京都府・京都市）
  • 年月日: 2015-11-09
  • 招待講演
• [学会発表] 表面パターニング技術による細胞シートの配向制御と３次元組織への応用 (2015)
  • 著者名/発表者名: 高橋宏信、清水達也、中山正道、大和雅之、岡野光夫
  • 学会等名: 第64回高分子討論会
  • 発表場所: 東北大学（宮城県・仙台市）
  • 年月日: 2015-09-15
• [学会発表] Anisotropic network formation of neurons and endothelial cells in engineered muscle tissue construct (2015)
  • 著者名/発表者名: Hironobu Takahashi, Tatsuya Shimizu, Masamichi Nakayama, Masayuki Yamato, Teruo Okano
  • 学会等名: The Society For Biomaterials 2015 Annual Meeting
  • 発表場所: North Carolina（USA）
  • 年月日: 2015-04-15 – 2015-04-18
• [学会発表] Anisotropic network formation of neurons and endothelial cells in engineered muscle tissue construct (2015)
  • 著者名/発表者名: Hironobu Takahashi, Tatsuya Shimizu, Masamichi Nakayama, Masayuki Yamato, Teruo Okano
  • 学会等名: The Society For Biomaterials 2015 Annual Meeting
  • 発表場所: シャーロット（アメリカ）
  • 年月日: 2015-04-15
• [学会発表] 筋芽細胞の自己配向挙動を利用した異方性を有する三次元組織の構築 (2015)
  • 著者名/発表者名: 高橋宏信、清水達也、中山正道、大和雅之、岡野光夫
  • 学会等名: 第14回日本再生医療学会総会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県・横浜市）
  • 年月日: 2015-03-19 – 2015-03-21
• [学会発表] 配向制御型細胞シートを用いた異方性を有する筋組織の構造制御 (2014)
  • 著者名/発表者名: 高橋宏信、清水達也、中山正道、大和雅之、岡野光夫
  • 学会等名: 第36回日本バイオマテリアル学会大会
  • 発表場所: タワーホール船堀（東京都・江戸川区）
  • 年月日: 2014-11-17 – 2014-11-18
• [学会発表] The use of anisotropic cell sheets for controlling cellular networks in engineered tissue constructs (2014)
  • 著者名/発表者名: Hironobu Takahashi, Tatsuya Shimizu, Masamichi Nakayama, Masayuki Yamato, Teruo Okano
  • 学会等名: 第63回高分子討論会
  • 発表場所: 長崎大学（長崎県・長崎市）
  • 年月日: 2014-09-24 – 2014-09-26