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マルチチャネルコラーゲンゲルを用いた巨大再生組織の高速構築システムの開発

公募研究

研究領域超高速バイオアセンブラ
研究課題/領域番号 26106703
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関北海道大学

研究代表者

古澤 和也  北海道大学, 先端生命科学研究科(研究院), 助教 (00510017)

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 *注記
7,280千円 (直接経費: 5,600千円、間接経費: 1,680千円)
2015年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2014年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
キーワード組織工学 / 三次元再生組織 / 巨大再生組織 / コラーゲンゲル / 多管構造 / 肝組織 / 生体材料学 / 自己組織化 / 複雑な階層構造 / 血管構築 / 三次元培養 / バイオアセンブラ
研究実績の概要

本研究では、複雑な階層構造を持つ巨大再生組織の高速構築システムの開発を目的としています。平成26年度は多管構造を持つコラーゲンゲル(MCCG)を用いた複雑な階層構造を持つ巨大再生肝がん組織の構築技術を確立しました。平成27年度は、構築した再生組織の構造と機能の相関を解明することで機能的な巨大再生組織の構築原理を確立することと(項目1)、巨大再生組織の自動化と高速化を実現すること(項目2)を達成目標としました。
項目1の成果:MCCGの構造制御技術とMCCGを用いたHepG2細胞の三次元細胞培養技術を組み合わせることで、様々な構造のミニ再生肝がん組織を構築しました。このミニ再生肝がん組織のアルブミン生成能を評価したところ、構造との有意な相関は観測されませんでした。この結果は、構築するミニ再生肝がん組織の構造によらずに一定の機能を持った再生組織が構築されることを示唆しております。肝組織の特徴をより再現するために、HepG2細胞だけでなく類洞内皮細胞(HSEC)と肝星細胞(HSC)をMCCG中で三次元培養したところ、培養期間の経過とともに組織の大きさや携帯が変化する現象を見出しました。この現象はHepG2だけを培養したときには観察されなかった現象で、HSECやHSCによる再生組織の組織リモデリング作用によって引き起こされたものと考えられます。このことは、MCCGの多管構造を各細胞の初期配置決定のための鋳型として利用し、そこから細胞自身の働きによって最適な組織形態が構築される可能性を示唆しており、新しい三次元再生組織の構築原理の確立につながると期待されます。
項目2の成果:シリンジポンプと三次元アクチュエーターを組み合わせることによってミニ再生組織を25個/分の速度で自動構築するシステムを開発することに成功しました。このことにより、オペレーターの技術的習熟度によらない再現性のよいミニ再生組織の高速構築が可能となりました。

現在までの達成度 (段落)

27年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

27年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (26件)

すべて 2016 2015 2014

すべて 雑誌論文 (9件) (うち査読あり 6件、 オープンアクセス 6件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 3件) 図書 (2件)

  • [雑誌論文] Development of the evaluation system for barrier function of engineered epithelial lumens2016

    • 著者名/発表者名
      Kazuya Furusawa, Takeomi Mizutani, Naoki Sasaki
    • 雑誌名

      Regenrative Therapy

      巻: 3 ページ: 82-89

    • DOI

      10.1016/j.reth.2016.02.010

    • 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
  • [雑誌論文] Heterogeneous Filament Network Formation by Myosin Light Chain Isoforms Effects on Contractile Energy Output of Single Cardiomyocytes Derived from Human Induced Pluripotent Stem Cells2016

    • 著者名/発表者名
      Takeomi Mizutani, Kazuya Kurusawa, Hisashi Haga, Kazushige Kawabata
    • 雑誌名

      Regenerative Therapy

      巻: 3 ページ: 90-96

    • DOI

      10.1016/j.reth.2016.02.009

    • 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] Three-dimensional morphogenesis of MDCK cells induced by cellular contractile forces on a viscous substrate2015

    • 著者名/発表者名
      Misako Imai, Kazuya Furusawa, Takeomi Mizutani, Kazushige Kawabata, Hisashi Haga
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 5 号: 1 ページ: 14208-14208

    • DOI

      10.1038/srep14208

    • NAID

      120005682122

    • 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
  • [雑誌論文] Application of multichannel collagen gels in construction of epitherial lumen-like engineered tissues.2015

    • 著者名/発表者名
      Kazuya Furusawa, Takeomi Mizutani, Hiromi Machino, Saki Yahata, Akimasa Fukui, Naoki Sasaki
    • 雑誌名

      ACS Biomaterials

      巻: 1 号: 7 ページ: 539-548

    • DOI

      10.1021/acsbiomaterials.5b00003

    • 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
  • [雑誌論文] Construction of engineered liver cancer tissues with multichannel collagen gel2015

    • 著者名/発表者名
      Kazuya Furusawa, Masayuki Tsuchida, and Saki Yahata
    • 雑誌名

      2015 International Symposium on Micro-NanoMechatronics and Human Science (MHS)

      巻: - ページ: 200-202

    • DOI

      10.1109/mhs.2015.7438238

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [雑誌論文] One-step microfluidic spinning of collagen microfibers and their application to cell cultivation2015

    • 著者名/発表者名
      Sakiko Enomoto, Yuya Yajima, Yuki Watabe, Masumi Yamada, Kazuya Furusawa, and Minoru Seki
    • 雑誌名

      2015 International Symposium on Micro-NanoMechatronics and Human Science (MHS)

      巻: - ページ: 210-212

    • DOI

      10.1109/mhs.2015.7438257

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [雑誌論文] Universality and specificity in molecular orientation in anisotropic diffusion method2014

    • 著者名/発表者名
      Y. Maki, K. Furusawa, S. Yasuraoka, H. Okamura, N. Hosoya, M. Sunaga, T. Dobashi, Y. Sugimoto and K. Wakabayashi
    • 雑誌名

      Carbohydrate Polym.

      巻: 108 ページ: 118-126

    • DOI

      10.1016/j.carbpol.2014.03.012

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Effects of a flow field on amyloid fibrillogenesis in a beta-lactoglobulin solution2014

    • 著者名/発表者名
      Rajesh Kumar Sharma, Kazuya Furusawa, Akimasa Fukui, Naoki Sasaki
    • 雑誌名

      Journal of Biological Macromolecules

      巻: 70 ページ: 490-497

    • DOI

      10.1016/j.ijbiomac.2014.06.034

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Control of structure of multi-channel collagen gel beads2014

    • 著者名/発表者名
      Kazuya Furusawa, Akimasa Fukui, Naoki Sasaki
    • 雑誌名

      Micro-NanoMechatronics and Human Science (MHS), 2014 International Symposium on

      巻: - ページ: 1-3

    • DOI

      10.1109/mhs.2014.7006141

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 謝辞記載あり
  • [学会発表] Construction of engineered liver cancer tissues with multichannel collagen gel2015

    • 著者名/発表者名
      Kazuya Furusawa, Masayuki Tsuchida, Saki Yahata
    • 学会等名
      26th 2015 International Symposium on Micro-NanoMechatronics and Human Science (MHS2015)
    • 発表場所
      名古屋大学(愛知県名古屋市)
    • 年月日
      2015-11-23
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] One-step microfluidic spinning of collagen microfibers and their application to cell cultivation2015

    • 著者名/発表者名
      Sakiko Enomoto, Yuya Yajima, Yuki Watabe, Masumi Yamada, Kazuya Furusawa, Minoru Seki
    • 学会等名
      26th 2015 International Symposium on Micro-NanoMechatronics and Human Science (MHS2015)
    • 発表場所
      名古屋大学(愛知県名古屋市)
    • 年月日
      2015-11-23
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] マルチチャネルコラーゲンゲルを用いた三次元再生組織の構築2015

    • 著者名/発表者名
      古澤和也、土田雅之、福井彰雅、佐々木直樹
    • 学会等名
      第63回レオロジー討論会
    • 発表場所
      神戸大学(兵庫県神戸市)
    • 年月日
      2015-09-23
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Construction Method of Giant Engineered Tissues with Complex Hierarchical Structures2015

    • 著者名/発表者名
      Kazuya Furusawa, Akimasa Fukui, Naoki Sasaki
    • 学会等名
      The 8th Asian-Pasific Conference on Biomechanics (AP Biomech 2015)
    • 発表場所
      北海道大学(北海道札幌市)
    • 年月日
      2015-09-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] マルチチャネルコラーゲンゲルを用いた巨大再生組織の構築2015

    • 著者名/発表者名
      古澤和也、福井彰雅、佐々木直樹
    • 学会等名
      第38回日本バイオレオロジー学会年会
    • 発表場所
      国立情報学研究所学術総合センター(東京都千代田区)
    • 年月日
      2015-06-06
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] マルチチャネルコラーゲンゲルの形成機構に関する研究2015

    • 著者名/発表者名
      古澤和也、杉山晃一、福井彰雅、佐々木直樹
    • 学会等名
      第38回日本バイオレオロジー学会年会
    • 発表場所
      国立情報学研究所学術総合センター(東京都千代田区)
    • 年月日
      2015-06-06
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] マルチチャネルコラーゲンゲルを用いた上皮管腔様組織の構築2015

    • 著者名/発表者名
      古澤和也、福井彰雅、佐々木直樹
    • 学会等名
      第64回高分子学会年次大会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター(北海道札幌市)
    • 年月日
      2015-05-27
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] マルチチャネルコラーゲンゲルを用いた三次元培養システム2015

    • 著者名/発表者名
      八幡早紀、古澤和也、福井彰雅、佐々木直樹
    • 学会等名
      第64回高分子学会年次大会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター(北海道札幌市)
    • 年月日
      2015-05-27
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] マルチチャネルコラーゲンゲルを用いた巨大再生組織の構築技術の確立2015

    • 著者名/発表者名
      古澤和也、福井彰雅、佐々木直樹
    • 学会等名
      第14回日本再生医療学会
    • 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
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 軟骨組織再生のための細胞足場としてのマルチチャネルコラーゲンゲル2014

    • 著者名/発表者名
      古澤和也、上田和貴、福井彰雅、佐々木直樹
    • 学会等名
      第24回日本MRS年次大会シンポジウム
    • 発表場所
      開講記念会館(神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2014-12-10 – 2014-12-12
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Control of structure of multi-channel collagen gel beads2014

    • 著者名/発表者名
      Kazuya Furusawa, Akimasa Fukui, Naoki Sasaki
    • 学会等名
      Micro-NanoMechatronics and Human Science (MHS), 2014 International Symposium on
    • 発表場所
      名古屋大学(愛知県名古屋市)
    • 年月日
      2014-11-10 – 2014-11-12
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] マルチチャネルコラーゲンゲルを用いた再生肝組織の構築と細胞の浸潤2014

    • 著者名/発表者名
      古澤和也、福井彰雅、佐々木直樹
    • 学会等名
      第62回レオロジー討論会
    • 発表場所
      地域交流プラザ(福井県福井市)
    • 年月日
      2014-10-15 – 2014-10-17
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 透析によって調製される異方性コラーゲンゲルの形成機構と構造の研究2014

    • 著者名/発表者名
      古澤和也
    • 学会等名
      第37回日本バイオレオロジー学会年会
    • 発表場所
      大宮ソニックシティビル(埼玉県大宮市)
    • 年月日
      2014-06-05 – 2014-06-06
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 異方性DNAゲルの形成動力学と構造制御2014

    • 著者名/発表者名
      古澤和也、福井彰雅、佐々木直樹
    • 学会等名
      第37回日本バイオレオロジー学会年会
    • 発表場所
      大宮ソニックシティビル(埼玉県大宮市)
    • 年月日
      2014-06-05 – 2014-06-06
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] マルチチャネルコラーゲンゲルを用いた上皮管腔構造の構築2014

    • 著者名/発表者名
      古澤和也、町野ひろみ、福井彰雅、佐々木直樹
    • 学会等名
      第37回日本バイオレオロジー学会年会
    • 発表場所
      大宮ソニックシティビル(埼玉県大宮市)
    • 年月日
      2014-06-05 – 2014-06-06
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [図書] Nano/Micro Science and Technology in Biorheology: Principles, Methods, and Application2015

    • 著者名/発表者名
      Kazuya Furusawa (分担執筆:12章担当), Toshiaki Dobashi and Rio Kita (編者)
    • 総ページ数
      443
    • 出版者
      Springer
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [図書] "Chapter 12:Control of the Multi-Scale Structure of Scaffolds and its Application in Tissue Engineering" in "Nano/Micro Science and Technology in Biorheology: Principles, Methods, and Application" Edited by Dobashi Toshiaki and Rio Kita2015

    • 著者名/発表者名
      Editor: Toshiaki Dobashi and Rio Kita, Author of Chapter 12: Kazuya Furusawa
    • 総ページ数
      432
    • 出版者
      Springer
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

URL: 

公開日: 2014-04-04   更新日: 2018-03-28  

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