| 研究課題/領域番号 |
16K01362
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| 研究機関 | 九州大学 |
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研究代表者 |
安藤 由典 九州大学, 大学病院, 学術研究員 (80712942)
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| 研究分担者 |
粂 昭苑 東京工業大学, 生命理工学院, 教授 (70347011)
白木 伸明 東京工業大学, 生命理工学院, 准教授 (70448520)
井藤 彰 九州大学, 工学研究院, 准教授 (60345915)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| キーワード | 細胞移植デバイス / 免疫隔離膜 / バイオ人工臓器 / バイオ人工膵臓 / 糖尿病 / β細胞 |
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| 研究実績の概要 |
前年度の評価結果に基づき、アクセスポート付き埋め込み型移植デバイス（AiCTD）に使用する免疫隔離膜であるエチレン―ビニルアルコール共重合体製膜の候補膜を作成し、各種タンパク質、抗体等の透過性評価を行った。ポアサイズ（10～1000nm）が異なる３種類の候補膜を用い、グルコース、アルブミン、インスリン及びIgGの各透過性評価を行ったところ、グルコースは各膜とも透過したのに対し、各タンパク質はポアサイズによって透過性が異なっていた。従って、ポアサイズにより分画性能がコントロール可能であり、タンパク質分画が可能であることが明らかになった。また、細胞（ヒト慢性骨髄性白血病K562細胞）を用いて、各候補膜の細胞隔離性を評価したところ、２４時間経過後も３種類の膜とも完全に細胞を隔離可能なことが確認できた。更に、３種類の候補膜を用いてバッグを作成し、バッグ内にアルギン酸ゲルを用いた場合と用いない場合でのインスリンの透過性評価を行った。その結果、膜の種類やゲルの有無に関係無くインスリンは容易に透過し、２時間程度で一定の濃度に達することが判明しており、使用したゲル濃度（1.0wt%）では、膜のみが透過性に影響を与えていることが明らかとなった。
一方、併行して検討しているヒトiPS細胞より作成された膵β細胞に関しては、ヒトiPS細胞より、糖に対して応答性のある膵β細胞を、大規模で安定にゼノフリーで作成可能な方法を確立した。作成したヒトiPS細胞由来の膵β細胞をデバイスに埋め込み、動物への投与を試行している。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
初年度開始当初の製膜用設備の移設等、準備遅れの影響で、全体的なスケジュールはやや遅れているものの、それ以降は比較的順調に進んでいる。
一方、併行しているヒトiPS細胞を用いた膵β細胞への成熟化検討については、予定を前倒しして進んでおり、やや遅れているデバイスの試作が出来次第、in vitro及びin vivoでの評価を加速する予定である。
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| 今後の研究の推進方策 |
膜性能の評価が完了しつつあるので、既に開始したin vitroにおけるバッグでの透過性評価を加速する予定。併行して、細胞の足場や細胞を長期維持する効果としても期待されるゲル材料に関し、既に開始している検討を基に、材料や濃度等を絞り込み、最適化を図る方針である。更に、デバイス構造の最適化についても検討を加速する。
また、ヒトiPS細胞を用いた膵β細胞への成熟化検討については、作成法がほぼ確立できており、今後はデバイスを用いたin vivoでの評価に注力する予定である。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
（理由）
初年度開始時の遅れに伴い、全体のスケジュールがやや遅れている。従って、最も経費がかかるin vivo実験等が最終年度にずれ込んだため、次年度使用額が生じた。
（使用計画）
膜作成等の開始が遅れたため、全体のスケジュールがやや遅れているが、併行して検討している細胞の分化誘導検討は予定を前倒しして進行しており、次年度使用額分と次年度分を合わせてin vivo実験等で次年度に使用する予定である。
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