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2018 年度 実施状況報告書

灌流型3次元血液脳関門モデルの開発と応用

研究課題

研究課題/領域番号 17K10840
研究機関長崎大学

研究代表者

諸藤 陽一  長崎大学, 病院(医学系), 助教 (40437869)

研究分担者 藤本 隆史  長崎大学, 病院(医学系), 医員 (00712085)
出雲 剛  長崎大学, 病院(医学系), 講師 (40343347)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
キーワード血液脳関門 / 3次元モデル / サイトカイン
研究実績の概要

灌流型3次元血液脳関門モデルの開発においては、試作したplatformに内皮細胞を培養し、さらに周囲にペリサイトやアストロサイトも培養した上で灌流することに成功している。しかし、内皮細胞においては不死化細胞での培養は可能であるが、初代培養細胞では、チューブへの接着が不安定であるため、コーティングの検討を行うとともに、新たな平面typeのモデルの開発にも着手している。新たに開発しているモデルは以下の特徴を有している。①培養液を灌流することにより内皮細胞及び他の培養細胞にシェアストレスを再現、②血管側・脳側ともに培養液を灌流させることにより、血管腔側だけでなく脳側の灌流液の解析も可能となり、脳内サイトカイン動態の把握も可能。
二次元血液脳関門モデルでは、血液脳関門におけるサイトカイン動態を把握するための予備実験を行い、その過程において、TNF-alphaはpericyte/astrocyte由来であり、granulocyte colony-stimulating factorは内皮細胞由来、astrocyte/pericyte由来のIL-6, MCP-1, GM-CSFは脳側、血管側双方から検出されることを見出した。これは脳から血管側へのトランスポーターの存在を示唆する重要な事実であると考え、英文学術誌の報告した(J Cereb Blood Flow Metab. 2018 Jun;38(6):1104-1118)。また、高血糖による血液脳関門障害モデルを作製し、スタチン及びカンデサルタンが拮抗的に働くことを見出し報告した(Biochem Biophys Res Commun. 2018 Sep 10;503(3):1885-1890)。

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

灌流型3次元血液脳関門モデルの開発は順調に進んでおり、十分に実用可能な段階に到達している。今後は2次元モデルで得られた結果との比較を行っていく予定である。

今後の研究の推進方策

我々のもつ血液脳関門における初代培養細胞を使用した血液脳関門モデルの技術と米国ワシントン大学、ハンガリー科学アカデミーの学際的ネットワークを融合させることで、研究を飛躍的に発展させていく。

次年度使用額が生じた理由

実験結果が不安定であり、追加でサイトカインアッセイを行う必要が生じた。次年度にサイトカインアッセイを行うための試薬を購入するため、実験経費使用の一部を見送った。次年度の実験経費の一部として使用予定である。

  • 研究成果

    (14件)

すべて 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 1件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件)

  • [国際共同研究] ワシントン大学(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      ワシントン大学
  • [国際共同研究] ハンガリー科学アカデミー(ハンガリー)

    • 国名
      ハンガリー
    • 外国機関名
      ハンガリー科学アカデミー
  • [雑誌論文] A score using left ventricular diastolic dysfunction to predict 90-day mortality in acute ischemic stroke: The DONE score2019

    • 著者名/発表者名
      Tateishi Yohei、Kanamoto Tadashi、Nakaoka Kenjiro、Yoshimura Shunsuke、Miyazaki Teiichiro、Shiraishi Hirokazu、Morimoto Shimpei、Tsuneto Akira、Maemura Koji、Morofuji Yoichi、Horie Nobutaka、Izumo Tsuyoshi、Tsujino Akira
    • 雑誌名

      Journal of the Neurological Sciences

      巻: 398 ページ: 157~162

    • DOI

      10.1016/j.jns.2019.01.021

    • 査読あり
  • [雑誌論文] In vitro analysis of drugs that improve hyperglycemia-induced blood-brain barrier dysfunction2018

    • 著者名/発表者名
      Kayano Ryoma、Morofuji Yoichi、Nakagawa Shinsuke、Fukuda Shuji、Watanabe Daisuke、Ozawa Hiroki、Niwa Masami、Matsuo Takayuki
    • 雑誌名

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      巻: 503 ページ: 1885~1890

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2018.07.131

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 連載 教訓的症例に学ぶシリーズ 帽状腱膜下血腫を契機に診断されたvon Willebrand病の1例2018

    • 著者名/発表者名
      永田 宗大、案田 岳夫、松尾 孝之、諸藤 陽一、定方 英作、出端 亜由美、里 龍晴、舩越 康智、堀江 信貴、角田 圭司、出雲 剛
    • 雑誌名

      Neurological Surgery 脳神経外科

      巻: 46 ページ: 629~631

    • DOI

      10.11477/mf.1436203781

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Assessment of veins in T2*-weighted MR angiography predicts infarct growth in hyperacute ischemic stroke2018

    • 著者名/発表者名
      Yamaguchi Susumu、Horie Nobutaka、Morikawa Minoru、Tateishi Yohei、Hiu Takeshi、Morofuji Yoichi、Izumo Tsuyoshi、Hayashi Kentaro、Matsuo Takayuki
    • 雑誌名

      PLOS ONE

      巻: 13 ページ: e0195554

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0195554

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Revascularization for Aplastic or Twiglike Middle Cerebral Artery: A Case Report2018

    • 著者名/発表者名
      Matsunaga Yuki、Izumo Tsuyoshi、Morofuji Yoichi、Horie Nobutaka、Hayashi Kentaro、Matsuo Takayuki
    • 雑誌名

      Journal of Stroke and Cerebrovascular Diseases

      巻: 27 ページ: e78~e79

    • DOI

      10.1016/j.jstrokecerebrovasdis.2017.12.004

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Neurovascular unit crosstalk: Pericytes and astrocytes modify cytokine secretion patterns of brain endothelial cells2018

    • 著者名/発表者名
      Banks William A、Kovac Andrej、Morofuji Yoichi
    • 雑誌名

      Journal of Cerebral Blood Flow & Metabolism

      巻: 38 ページ: 1104~1118

    • DOI

      10.1177/0271678X17740793

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Early Diagnosis of Infective Endocarditis by Brain T2*-Weighted Magnetic Resonance Imaging2018

    • 著者名/発表者名
      Fujimoto Takashi、Morofuji Yoichi、Matsunaga Yuki、Horie Nobutaka、Izumo Tsuyoshi、Tateishi Yohei、Morikawa Minoru、Miura Takashi、Eishi Kiyoyuki、Matsuo Takayuki
    • 雑誌名

      Circulation Journal

      巻: 82 ページ: 464~468

    • DOI

      10.1253/circj.CJ-17-0212

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 血液脳関門in vitroモデル及び中枢神経疾患治療薬の開発2018

    • 著者名/発表者名
      諸藤 陽一
    • 学会等名
      第77回日本脳神経外科学会総会
  • [学会発表] 血液脳関門と中枢神経疾患~酸化ストレスを含めた最新の知見~2018

    • 著者名/発表者名
      諸藤 陽一
    • 学会等名
      第33回酸化ストレス学会関東支部会
    • 招待講演
  • [学会発表] Collateral flow detected by arterial spin labeling magnetic resonaunce imaging can predict outcome in endovascular recanalization for acute ischemic stroke2018

    • 著者名/発表者名
      Yoichi Morofuji
    • 学会等名
      27th European Stroke Conference
    • 国際学会
  • [学会発表] Rho-kinase inhibitor fasudil protects blood brain barrier from ischemia-evoked injury2018

    • 著者名/発表者名
      Yuki Matsunaga, Yoichi Morofuji
    • 学会等名
      21st Symposium on Signal Transduction at the Blood-Brain Barriers
    • 国際学会
  • [学会発表] Role of Pericytes in brain metastasis formation2018

    • 著者名/発表者名
      Takashi Fujimoto, Yoichi Morofuji
    • 学会等名
      21st Symposium on Signal Transduction at the Blood-Brain Barriers
    • 国際学会

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公開日: 2019-12-27  

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