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2021 年度 研究成果報告書

乱流依存性血小板産生機構の分子基盤の解明と生体外製造システムへの応用

研究課題

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研究課題/領域番号 18H04164
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 中区分90:人間医工学およびその関連分野
研究機関京都大学

研究代表者

江藤 浩之  京都大学, iPS細胞研究所, 教授 (50286986)

研究分担者 中村 壮  京都大学, iPS細胞研究所, 特定拠点助教 (50769833)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
キーワード血小板 / 巨核球 / iPS細胞 / 乱流 / せん断ずり応力 / バイオリアクター
研究成果の概要

マウス生体流体解析から、血小板産生への乱流の関与を見出し、生体外血小板造血へ応用した。3L規模までの乱流刺激型縦型可動式培養槽を用いた実証研究から、血小板造血に ‘せん断ずり応力’と‘乱流エネルギー’が関与することを見出した。その結果を10L培養槽の稼働条件に反映させ、iPS細胞由来巨核球細胞株から1000億個の高機能なiPS細胞血小板産生を実現させた。また、乱流依存的血小板産生機序には、巨核球から放出されるCCL5, NRDC, IGFBP-2, MIFなどのタンパクが関与することを見出した。その後、50L培養槽において乱流パラメーターを用いた製造が可能かの実証実験を進めた。

自由記述の分野

生体医工学、血液学、血栓止血学、幹細胞生物学

研究成果の学術的意義や社会的意義

血小板産生機構は、細胞質突起切断、巨核球細胞膜の不安定化断裂、細胞膜の連続的なbuddingなどの多様なシステムの使い分けの可能性が報告されている。その中で研究代表者らは、生体外製造人工血小板製造システムの開発とその臨床応用開発を進め、血小板産生のメカニズムに乱流物理条件が重要なことを発見し、血小板誕生機構解明における新たな概念を提唱した。その結果、巨核球をモデルとした細胞質肥大化、細胞膜リモデリング、膜切断の分子機構の詳細が今後明らかになると期待される。また、大規模な生体外での血小板製造開発を通じた社会実装への貢献も期待できる。

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公開日: 2023-01-30  

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