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2016 年度 実施状況報告書

電気化学を用いた三次元細胞組織の構築(国際共同研究強化)

研究課題

研究課題/領域番号 15KK0232
研究機関横浜国立大学

研究代表者

福田 淳二  横浜国立大学, 大学院工学研究院, 准教授 (80431675)

研究期間 (年度) 2016 – 2018
キーワード再生医療 / ティッシュエンジニアリング / 肝臓 / 血管 / 電気化学
研究実績の概要

再生医療に用いるための肝臓や膵臓などの厚みのある重要な臓器・組織を作製することは、未だに困難である。この理由は、組織が厚くなると、酸素の供給が組織表面からの拡散のみでは不十分となるためである。したがって、cmサイズの立体的な組織の作製には、酸素や栄養素の運搬を担う血管網構造を作製する技術が必要である。しかし、このような血管網構造を生体外で構築する技術はこれまでに確立されておらず、再生医療分野における最大の課題の1つとなっている。
渡航先研究機関(ミラノ工科大)のProf. Gabriele Dubiniの研究室は、精密に流体の流れを制御した環境下で、血管新生のメカニズム解明や血管新生と他の種類の細胞との相互作用を解析している。独自の実験系および解析系を有するのみならず、医学や工学、生物学の様々なバックグランドを持つ研究者が集まっている。この研究室に滞在し、実際に実験技術を共有することで、当初の研究計画が達成されつつあり、またさらにそこから派生した様々な研究テーマが生まれつつある。
特に、研究計画における独自の戦略は、電気化学反応を利用した毛細血管網の組織内への導入、およびこれを用いた血管網を備えた肝組織への構築であったが、渡航先研究室の持つ生体の発生プロセスに関する知見や血管新生の制御技術を取り込むことで、重要な成果が得られている。その結果は、平成28年度は投稿論文2報(いずれもIF=5以上のジャーナル)として受理された。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

学内業務および文部科学省学術調査官の任務のため、海外渡航期間を1回2週間程度とし、おおむね3ヶ月に1度渡航することとした。これにより最大3年間の密接な関係が約束されたことから受け売れ研究室においても主要プロジェクトと位置づけられ、多くの研究者、学生が参加することになった。このため、研究の進捗は当初予定していた以上に進展しており、すでに英語投稿論文2報に結実している。

今後の研究の推進方策

今後も渡航先との密接な関係を維持して研究を推進する。また、渡航先研究者の1人がスイスの研究所に新たに研究室を持つこととなり、共同研究を継続するために新たに訪問先に追加する予定である。また、研究の進捗に伴い渡航先の共同研究者であるオーストラリアの研究者とも共同研究がスタートすることから、同じく新たに訪問先として追加する予定である。このようにして出来る限り国際共同研究を加速・拡大に務める。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2017 2016

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 2件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 4件、 招待講演 1件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Catch-and-Release of Target Cells Using Aptamer-Conjugated Electroactive Zwitterionic Oligopeptide SAM2017

    • 著者名/発表者名
      J. Enomoto, T. Kageyama, T. Osaki, F. Bonalumi, F. Marchese, A. Gautieri, E. Bianchi, G. Dubini, C. Arrigoni, M. Moretti, and J. Fukuda
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 7 ページ: 43375

    • DOI

      10.1038/srep43375

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Rational Design of Prevascularized Large 3D Tissue Constructs Using Computational Simulations and Biofabrication of Geometrically Controlled Microvessels2016

    • 著者名/発表者名
      C. Arrigoni, M. Bongio, G. Dubini, S. Bersini, J. Enomoto, J. Fukuda, M. Moretti
    • 雑誌名

      Advanced Healthcare Materials

      巻: 5 ページ: 1617-26

    • DOI

      10.1002/adhm.201500958

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 送液可能な血管様構造を用いた血管新生評価デバイスの開発2017

    • 著者名/発表者名
      篠原礼奈、榎本詢子、大﨑達哉、小関智光、中尾裕利、福田淳二
    • 学会等名
      第16回日本再生医療学会総会
    • 発表場所
      仙台国際センター
    • 年月日
      2017-03-07 – 2017-03-09
  • [学会発表] Surface Design for Catch-and-release of Target Cells using Electrochemical Cell Detachment2017

    • 著者名/発表者名
      Junko Enomoto, AlfonsoGautieri, Junji Fukuda
    • 学会等名
      12th Annual International Electromaterials Science Symposium
    • 発表場所
      North Wollongong, Australia
    • 年月日
      2017-02-08 – 2017-02-10
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Engineering 3D tissues using oxygen-permeable spheroid plate2016

    • 著者名/発表者名
      Kisaki Onishi, Junko Enomoto, Rena Shinohara, Dina Myasnikova, Junji Fukud
    • 学会等名
      Termis-AM 2016
    • 発表場所
      San diego, USA
    • 年月日
      2016-12-11 – 2016-12-14
    • 国際学会
  • [学会発表] Array of perfusable three-dimensional microvasculatures on active tilting stage2016

    • 著者名/発表者名
      Rena Shinohara, Junko Enomoto, Tatsuya Osaki, Yuka Kobayashi, Tomomitsu Ozeki, Hirotoshi Nakao, Junji Fukuda
    • 学会等名
      2016MRS Fall Meeting
    • 発表場所
      Boston, USA
    • 年月日
      2016-11-27 – 2016-12-02
    • 国際学会
  • [学会発表] Transplantation of tailored cell sheets using micro stereolithography and electrochemical cell transfer2016

    • 著者名/発表者名
      Yuka Kobayashi, Christopher E.J. Cordonier, Fuminori Nagase, Hideo Honma, Shoji Maruo, Junji Fukuda
    • 学会等名
      International Conference on Biofabrication 2016
    • 発表場所
      Winston-Salem, USA
    • 年月日
      2016-10-29 – 2016-10-31
    • 国際学会
  • [学会発表] アプタマー修飾オリゴペプチド層を用いた選択的な細胞のキャッチ&リリース2016

    • 著者名/発表者名
      榎本詢子、Alfonso Gautieri、福田淳二
    • 学会等名
      第68回日本生物工学会大会(2016)
    • 発表場所
      富山国際会議場
    • 年月日
      2016-09-28 – 2016-09-30
  • [学会発表] マイクロ光造形法と生体適合性金めっきを用いた立体細胞シートの作製2016

    • 著者名/発表者名
      小林優香、Christopher E.J. Cordonier、永瀬史憲、本間英夫、丸尾昭二、福田淳二
    • 学会等名
      第68回日本生物工学会大会(2016)
    • 発表場所
      富山国際会議場
    • 年月日
      2016-09-28 – 2016-09-30
  • [産業財産権] 培養装置及び培養方法2016

    • 発明者名
      小関智光、中尾裕利、福田淳二、篠原礼奈、大崎達哉
    • 権利者名
      株式会社アルバック、横浜国立大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2016-091020
    • 出願年月日
      2016-04-28

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公開日: 2018-01-16  

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