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2018 年度 実績報告書

微粒子化マトリックスを基盤とする立体的生体組織の再構築プロセス

研究課題

研究課題/領域番号 16H04571
研究機関千葉大学

研究代表者

山田 真澄  千葉大学, 大学院工学研究院, 准教授 (30546784)

研究分担者 関 実  千葉大学, 大学院工学研究院, 教授 (80206622)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワード肝細胞 / 生体組織工学 / コラーゲン / 微粒子 / ファイバー
研究実績の概要

本研究の最終年度に当たる平成30年度は,これまでに引き続き,特に肝細胞をターゲットとして,ECM微粒子を利用した3次元培養系の有用性の評価を目指した実験系の構築を目指した。コラーゲンからなる微粒子を用いた培養系については,非接着性コートを施したセルカルチャーインサートなど,数種類の培養基材をテストし,ラット由来初代肝細胞の組織形成と機能評価を行った。微粒子の混合割合によって細胞機能が有意に変化すること,安定な組織形成において微粒子の使用が有効であること,などの重要な知見が得られた。さらに,数10~数100マイクロメートルの長さに断片化した直径10~20マイクロメートルのコラーゲンファイバーを用いた,肝細胞のヘテロ細胞集塊の形成を行ったところ,ファイバーを導入した場合に細胞の生存率が飛躍的に向上し,また機能も上昇することが確認された。これらの結果は,微粒子あるいはファイバー状のECM材料を用いたボトムアップ組織工学の有用性を示していると考えられる。これらの結果については近日中に論文投稿を予定している。またコラーゲン以外にも,ゼラチン,エラスチンなどの材料を用いた微粒子・ファイバーを作製することも可能であったため,これらを用いた展開を今後行う予定である。さらに,薄膜状のコラーゲン材料の微細加工技術の確立を行い,かん流培養下での肝細胞の共培養を実証したほか,微細加工コラーゲンゲルを用いた肝細胞の毛細胆管形成の評価を行った。肝組織以外の生体組織モデルとして,血管組織モデルや筋肉組織モデルの構築を検討し,特に微細加工コラーゲン材料を用いた血管組織モデルについては,その詳細な作製プロセスの最適化と評価を行うことができた。

現在までの達成度 (段落)

平成30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

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (15件)

すべて 2019 2018 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 5件、 招待講演 3件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Formation of Pressurizable Hydrogel-based Vascular Tissue Models by Selective Gelation in Composite PDMS Channels2019

    • 著者名/発表者名
      Mayu Fukushi, Keita Kinoshita, Masumi Yamada, Yuya Yajima, Rie Utoh, and Minoru Seki
    • 雑誌名

      RSC Advances

      巻: 9 ページ: 9136-9144

    • DOI

      10.1039/C9RA00257J

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] PDMS Microstencil Plate-supported Fabrication of Ultra-thin, Condensed ECM Membranes for Separated Cell Coculture on Both Surfaces2019

    • 著者名/発表者名
      Hideki Iwadate, Masumi Yamada, Naoki Kimura, Rina Hashimoto, Yuya Yajima, Rie Utoh, and Minoru Seki
    • 雑誌名

      Sensors and Actuators B: Chemical

      巻: 287 ページ: 486-495

    • DOI

      10.1016/j.snb.2019.02.067

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Wrapping of Linear Cell Assemblies with Tubular Collagen Membranes Using Multilayered Microfluidic Devices2018

    • 著者名/発表者名
      Kotone Saeki, Masumi Yamada, Sakiko Enomoto, Yuya Yajima, Rie Utoh, and Minoru Seki
    • 雑誌名

      Proceedings of MicroTAS 2018 Conference

      巻: - ページ: 1442-1444

  • [学会発表] 断片化マイクロコラーゲンファイバーを導入した肝細胞スフェロイド培養の肝機能への効果2019

    • 著者名/発表者名
      鵜頭理恵,榎本紗希子,山中啓吾,山田真澄,関 実
    • 学会等名
      化学工学会 第84年会
  • [学会発表] Microfluidic Processes to Produce Cell-sized Biomaterials for Bottom-up Tissue Engineering2019

    • 著者名/発表者名
      Masumi Yamada
    • 学会等名
      Japan-China Joint Symposium, SCEJ 84th Annual Meeting
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Microfabrication of Ultra-thin ECM Films for Controlled Cell Coculture Systems2019

    • 著者名/発表者名
      Hideki Iwadate, Masumi Yamada, Rie Utoh, and Minoru Seki
    • 学会等名
      Japan-China Joint Symposium, SCEJ 84th Annual Meeting
    • 国際学会
  • [学会発表] 肝スフェロイド培養における断片化コラーゲンマイクロファイバー内包の効果2019

    • 著者名/発表者名
      鵜頭理恵,榎本紗希子,山中啓吾,山田真澄,関 実
    • 学会等名
      シンポジウム:細胞アッセイ技術の現状と将来
  • [学会発表] マイクロステンシルプレート内濃縮によるECM薄膜の作製と肝臓細胞培養への応用2019

    • 著者名/発表者名
      岩舘秀樹,木村尚貴,橋本里奈,矢嶋祐也,山田真澄,鵜頭理恵,関 実
    • 学会等名
      シンポジウム:細胞アッセイ技術の現状と将来
  • [学会発表] Separated Co-culture of Heterotypic Cells Using Microfabricated Thin ECM Membranes2018

    • 著者名/発表者名
      Hideki Iwadate, Naoki Kimura, Rina Hashimoto, Yuya Yajima, Rie Utoh, Masumi Yamada, and Minoru Seki
    • 学会等名
      29th 2018 International Symposium on Micro-NanoMechatronics and Human Science (MHS 2018)
    • 国際学会
  • [学会発表] Wrapping of Linear Cell Assemblies with Tubular Collagen Membranes Using Multilayered Microfluidic Devices2018

    • 著者名/発表者名
      Kotone Saeki, Masumi Yamada, Sakiko Enomoto, Yuya Yajima, Rie Utoh, and Minoru Seki
    • 学会等名
      The 22nd International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences (MicroTAS 2018)
    • 国際学会
  • [学会発表] Microfabrication and Microengineering of Collagen-Based Biomaterials for 3D Cell Cultivation2018

    • 著者名/発表者名
      Masumi Yamada
    • 学会等名
      The 10th International Symposium on Microchemistry and Microsystems (ISMM2018)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 膜乳化法によるコラーゲン微粒子の高効率調製と3次元細胞培養2018

    • 著者名/発表者名
      森田明寛,矢嶋祐也,山田真澄,鵜頭理恵,関 実
    • 学会等名
      第24回流動化・粒子プロセッシングシンポジウム
  • [学会発表] コラーゲン微粒子を用いたラット初代肝細胞の3次元積層培養2018

    • 著者名/発表者名
      森田明寛,矢嶋祐也,山田真澄,鵜頭理恵,関 実
    • 学会等名
      化学工学会 第50回秋季大会
  • [学会発表] マイクロフルイディクスをベースとするコラーゲン材料の微細加工と応用2018

    • 著者名/発表者名
      山田真澄
    • 学会等名
      第23回 次世代医工学研究会
    • 招待講演
  • [備考] バイオプロセス化学研究室HP

    • URL

      http://chem.tf.chiba-u.jp/gacb01/

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公開日: 2019-12-27  

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