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2019 年度 実績報告書

再生内分泌組織の迅速応答を可能とする血流導入型ユニバーサル移植プラットフォーム

研究課題

研究課題/領域番号 16H02419
研究機関東京大学

研究代表者

酒井 康行  東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (00235128)

研究分担者 國土 典宏  国立研究開発法人国立国際医療研究センター, その他部局等, 理事長 (00205361)
稲垣 奈都子  国立研究開発法人国立国際医療研究センター, その他部局等, 研究員 (00611419)
太田 誠一  東京大学, 大学院医学系研究科(医学部), 助教 (40723284)
宮島 篤  東京大学, 定量生命科学研究所, 特任教授 (50135232)
伊藤 大知  東京大学, 大学院医学系研究科(医学部), 准教授 (50447421)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2020-03-31
キーワード生体医工学 / 再生医療 / 内分泌組織 / ハイドロゲル / 多孔質担体 / 移植 / 血流 / 灌流培養
研究実績の概要

昨年度開発したハイドロゲルマイクロウエル上でマウスインスリノーマであるMin6m9及びインスリン分泌に伴い生物発光を示すラットインスリノーマであるiGLを凝集化し,グルコースに応答したインスリン分泌が可能であることをin vitroで示した.また,3Dプリンターを用いて転写用の鋳型を作製することで,ハイドロゲルデバイス上に流路とマイクロウェルの両方をワンステップでパターン化することができた.これにより,デバイス内に灌流用のチューブを配置する必要がなくなり、昨年度までの課題であった血流導入した際のチューブ中での血栓形成を改善できる可能性が期待される.さらに,直接的な血流導入の前段階として,Min6m9スフィロイド配置ハイドロゲルマイクロウエルのマウス肝臓表面への貼付による移殖を行った.その結果,デバイスは10日以上に渡りその形状を保持し,72%の細胞がデバイス中で生存していた.さらに,インスリンの免疫染色により,移殖部位周辺の肝臓組織中からインスリン由来の蛍光が認められ,デバイスの移殖によるインスリン産生が示された.これらの結果から,デバイス中に直接血流を導入してはいないものの,今回開発したハイドロゲルマイクロウェルが膵島移殖用デバイスとして機能することが示唆された.昨年度のラット大静脈への吻合による短期の血流導入と灌流の成功及び今年度の流路作製法の改善と併せ,一連の検討により血流導入移殖デバイスの実現に向けて一定の見通しを立てることができた.これらと平行して,生体吸収性ポリマーであるポリ乳酸の多孔質担体に三次元増幅させたMin6m9のカラム充填型灌流培養を行い,フリーの凝集体に比べて迅速かつ高いインスリン分泌能を確認した。さらに,ヒトiPS細胞からの膵島分化については,透析操作を付加した簡単な旋回培養にて,増殖因子使用量を半分程度にまで低減した培養に成功した。

現在までの達成度 (段落)

令和元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

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (16件)

すべて 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 4件、 招待講演 2件)

  • [国際共同研究] 精華大学(中国)

    • 国名
      中国
    • 外国機関名
      精華大学
  • [国際共同研究] コンピエーニュ工科大学(フランス)

    • 国名
      フランス
    • 外国機関名
      コンピエーニュ工科大学
  • [雑誌論文] Nonlinear Pressure Drop Oscillations during Gelation in a Kenics Static Mixer2020

    • 著者名/発表者名
      Takuro Hozumi, Athira M. Sreedevi, Seiichi Ohta, and Taichi Ito
    • 雑誌名

      Industrial & Engineering Chemistry Research

      巻: 59 ページ: 4533-4541

    • DOI

      DOI: 10.1021/acs.iecr.9b06571

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Switching of cell proliferation/differentiation in thiol-maleimide clickable microcapsules triggered by in situ conjugation of biomimetic peptides2019

    • 著者名/発表者名
      Yuichiro Oki, Katsuhisa Kirita, Seiichi Ohta, Shinsuke Ohba, Ikki Horiguchi, Yasuyuki Sakai, and Taichi Ito
    • 雑誌名

      Biomacromolecules

      巻: 20 ページ: 2350-2359

    • DOI

      DOI: 10.1021/acs.biomac.9b00333

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Arterial Delivery of pancreatic digestive enzymes into the gastrointestinal tract by pancreatic exocrine tissue transplant2019

    • 著者名/発表者名
      Ito K, Matsuura K, Mihara Y, Sakamoto Y, Hasegawa K, Kokudo N, Shimizu T.
    • 雑誌名

      Scientific report

      巻: 9(1) ページ: 5922

    • DOI

      10.1038/s41598-019-42362-z

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Biodegradable and hollowed micro-scaffolds for improved modular assembly-based tissue engineering: design, 3D fabrication, and feasibility in randomly packed perfusion culture2019

    • 著者名/発表者名
      Y. Pang, S. Sutoko, Y. Horimoto, D. Weng, K. Montagne, K. Komori, K. Takano, R. Shirakashi, M. Anzai, T. Niino, Y. Sakai
    • 雑誌名

      Biochemical Engineering Journal

      巻: 149 ページ: 107239

    • DOI

      10.1016/j.bej.2019.107239

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Endodermal differentiation of human induced pluripotent stem cells using simple dialysis culture system in suspension culture2019

    • 著者名/発表者名
      Marie Shinohara, Hyunjin Choi, Masato Ibuki, Shigeharu G.Yabe, Hitoshi Okochi, Atsushi Miyajimam Yasuyuki Sakai
    • 雑誌名

      Regenerative Therapy

      巻: 12 ページ: 14-19

    • DOI

      10.1016/j.reth.2019.05.004

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Direct implantation of β cell aggregates using a hydrogel microwell device2020

    • 著者名/発表者名
      Tulakarnwong Sarun・Inagaki F Natsuko・Oki Yuichiro・Ohta Seiichi・Shinohara Marie・Sakai Yasuyuki・Ito Taichi
    • 学会等名
      化学工学会 第85年会
  • [学会発表] ハイドロゲルカプセル培養下での液性因子BMP-2模倣ペプチドのin situ導入による細胞分化スイッチング2020

    • 著者名/発表者名
      大木悠一朗・太田誠一・大庭伸介・伊藤大知
    • 学会等名
      第19回日本再生医療学会
  • [学会発表] Development of gelatin methacrylate and hydroxyethyl methacrylate hydrogel microwells for β cell implantation2019

    • 著者名/発表者名
      Sarun Tulakarnwong・Ikeda Shunsuke・Oki Yuichiro・Ohta Seiichi・Shinohara Marie・Sakai Yasuyuki・Ito Taichi
    • 学会等名
      第57回日本人工臓器学会大会
  • [学会発表] Development of hydrogel microwells via photo-crosslinking of gelatin methacrylate and hydroxyethyl methacrylate for β cell spheroid formation dissemination of gastric cancer2019

    • 著者名/発表者名
      Tulakarnwong Sarun・Ikeda Shunsuke・Ohta Seiichi・Shinohara Marie・Sakai Yasuyuki・Ito Taichi
    • 学会等名
      第19回生命科学シンポジウム
  • [学会発表] クリック反応を利用した三次元ゲルマトリックス封入細胞の機能スイッチング2019

    • 著者名/発表者名
      大木悠一朗・太田誠一・大庭伸介・伊藤大知
    • 学会等名
      化学工学会横浜大会
    • 招待講演
  • [学会発表] Toward efficient production of organoids or cell aggregates― How to use biological autonomous capability?2019

    • 著者名/発表者名
      Yasuyuki Sakai
    • 学会等名
      International Workshop on Engineering and Manufacture of Living Systems
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Improvement of high-density human induced pluripotent stem cell expansion in dynamic suspension culture system through small multicompartment dialysis device2019

    • 著者名/発表者名
      F. G. Torizal, I. Horiguchi, Y. Sakai
    • 学会等名
      The 14th Asian Congress on Biotechnology 2019
    • 国際学会
  • [学会発表] Cost-effective differentiation of human iPS cells to pancreatic β-cells based on aggregate suspension culture with dialysis operations2019

    • 著者名/発表者名
      H. Choi, M. Shinohara, Y. Sakai
    • 学会等名
      International Society for Stem Cell Research 2019
    • 国際学会
  • [学会発表] High-density dynamic suspension culture system of human induced pluripotent stem cells in miniaturized multicompartment dialysis device2019

    • 著者名/発表者名
      F. G. Torizal, I. Horiguchi, Y. Sakai
    • 学会等名
      International Society for Stem Cell Research 2019
    • 国際学会

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公開日: 2021-01-27  

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