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2013 年度 実績報告書

ナノ構造制御薄膜による血管網の構造制御と選択的回収法の創製

研究課題

研究課題/領域番号 12J00622
研究機関大阪大学

研究代表者

西口 昭広  大阪大学, 大学院工学研究科, 特別研究員(DC1)

キーワード再生医療 / 臓器モデル / 高分子薄膜 / 血管 / 腫瘍
研究概要

特別研究員に採用され2年目となる本年度においては、主に血管網構造体の構築のメカニズムの解明と他臓器への血管網の付与に重点をおいて研究活動を行った。まず生体外での生体類似組織の構築技術の発展は、再生医療のみならず創薬産業においても重要である。申請者らは、細胞集積法によって短期間で積層組織を構築し、また緻密かつ広範囲に広がった血管網を有した組織の構築にも成功している。このような背景のもと、生体外での血管形成条件を種々検討したところ、低酸素状態・周辺組織からの液性因子・三次元的な微小環境が重要であることが見出された。さらに作製された構造を透過型電子顕微鏡を用いてより詳細に評価したところ、血管内皮細胞同士の強いジャンクション形成が確認されただけでなく、基底板や小胞体の形成からも生体に非常に類似した構造を有していることが明らかとなった。得られた結果は、国際的にも評価の高い科学雑誌に発表している(Yoshiya Asano, Akihiro Nishiguchi et al., Microscopy, (2014), in press. Akihiro Nishiguchi et al., Biomaterials, (2014), in press.)。また血管網組織の正常および疾患組織との複合化に関しては、構築した血管網を含む組織と膵臓癌および大腸癌由来の細胞を同時に培養することで、腫瘍浸潤モデルに構築に取り組んでいる。本実験結果は、アメリカのバイオマテリアル学会(SFB 2013 annual meeting)において発表を行っており学生賞を受賞している。この他にも本研究成果は8つの国内・国際学会にて発表されており、期待通り研究が進展していることは明らかである。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

本研究においては、三次元組織における血管網構造の制御とそれらの選択的回収に焦点を置いているが、現在のところ、構造制御に関してはおおむね順調に進展しており、さまざまな知見が得られている。血管網の回収に関しても新規な刺激応答性材料の開発を現在進めている。

今後の研究の推進方策

当初の目的としていた三次元組織のおける血管網の構造制御に関しては従来通り、薄膜の成分や組合せ、および添加因子、フロー培養などを組み合わせることでより一層進展するものと思われる。構造制御した血管網構造は他の細胞、たとえば腫癌組織と複合するなど様々な応用展開を考えている。
一方血管網の選択的回収法の創製に関しては、新規な刺激応答性材料の開発を現在進めている。薄膜のみに絞らずに、ゲル薄膜やファイバー材料などの様々な材料設計を新たに行い組織回収に向けて取り組む予定である。

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (8件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Ultrastructure of blood and lympllatic vascular networks in three-dimensional cultured tissues fabricated by extracellular matrix nanofilm-based cell accumulation technique Microscopy2014

    • 著者名/発表者名
      Yoshiya Asano, Akihiro Nishiguchi, Michiya Matsusaki, Daisuke Okano, Erina Saito, Miitsuru Akashi, Hiroshi Shimoda
    • 雑誌名

      Microscopy

      巻: (In press)

    • DOI

      10.1093/jmicro/dfu005

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effects of angiogenic factors and 3D-microenvironments on vascularization within sandwich cultures2014

    • 著者名/発表者名
      Akihiro Nishiguchi, Michiya Matsusaki, Yoshiya Asano, Hiroshi Shimoda, Mitsuru Akashi
    • 雑誌名

      Biomaterials

      巻: (In press)

    • DOI

      10.1016/j.biomaterials.2014.01.079

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Layer by Layer細胞コーティング法~マテリアル技術からのアプローチ~2014

    • 著者名/発表者名
      西口昭広, 松崎典弥, 明石 満
    • 雑誌名

      バイオファブリケーション~機械で臓器を作る~

      巻: 31 ページ: 28-36

  • [雑誌論文] 石灰化促進のための高分子材料2013

    • 著者名/発表者名
      西口昭広、明石 満
    • 雑誌名

      未来型人工関節を目指して―その歴史から将来展望まで―

      巻: 1 ページ: 206-211

  • [学会発表] 毛細血管とリンパ管網を有する三次元組織モデルを用いた腫瘍浸潤および転移挙動の評価2014

    • 著者名/発表者名
      西口昭広
    • 学会等名
      第13回再生医療学会
    • 発表場所
      京都国際会館
    • 年月日
      2014-03-04
  • [学会発表] 細胞集積法による血管・リンパ管網を有する三次元創傷治癒組織の構築と腫瘍浸潤・転移評価への応用2013

    • 著者名/発表者名
      西口昭広
    • 学会等名
      第35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
    • 年月日
      2013-11-26
  • [学会発表] 細胞集積法による毛細血管およびリンパ管網を含む三次元腫瘍浸潤・転移モデルの創製2013

    • 著者名/発表者名
      西口昭広
    • 学会等名
      第62回高分子討論会
    • 発表場所
      金沢大学
    • 年月日
      2013-09-11
  • [学会発表] 細胞集積法による毛細血管およびリンパ管網を有する3次元腫瘍浸潤・転移モデルの構築と癌性腹膜炎モデルへの応用2013

    • 著者名/発表者名
      西口昭広
    • 学会等名
      関西バイオマテリアル学会若手研究会
    • 発表場所
      大阪大学
    • 年月日
      2013-08-31
  • [学会発表] 細胞集積法による毛細血管網を含む三次元創傷治癒組織の構築と腫瘍浸潤モデルへの応用2013

    • 著者名/発表者名
      西口昭広
    • 学会等名
      第42回医用高分子
    • 発表場所
      産業技術総合研究所
    • 年月日
      2013-07-29
  • [学会発表] 細胞集積法による毛細血管網を有する様々な三次元組織体の構築と血管網構造の制御2013

    • 著者名/発表者名
      西口昭広
    • 学会等名
      高分子研究発表会
    • 発表場所
      神戸県民会館
    • 年月日
      2013-07-14
  • [学会発表] Construction of 3D-Vascularized Granulation Tissue Models by Coating of Extracellular Matrix Nanofilms on Cell Surfaces to Evaluate In Vitro Tumor Invasion Process2013

    • 著者名/発表者名
      西口昭広
    • 学会等名
      第62回高分子年次大会
    • 発表場所
      京都国際会館
    • 年月日
      2013-05-29
  • [学会発表] Fabdcation of Vascularized 3D-Wound Healing Fibrous Tissues and Application for In Vitro Tumor Invasion Models2013

    • 著者名/発表者名
      西口昭広
    • 学会等名
      Society For Biomaterial 2013 Annual Meeting & Exposition
    • 発表場所
      Boston (US)
    • 年月日
      2013-04-10
  • [備考]

    • URL

      http://www.chem.eng.osaka-u.ac.jp/~akashi-lab/company.html

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公開日: 2015-07-15  

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