2021 年度研究成果報告書

流動性足場・曲面足場設計に基づくオルガノイドの精密誘導技術の開発

研究課題

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研究課題/領域番号	18H04167
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	九州大学
研究代表者	木戸秋悟九州大学, 先導物質化学研究所, 教授 (10336018)
研究期間 (年度)	2018-04-01 – 2022-03-31
キーワード	オルガノイド / 流動性足場 / 局面足場 / メカノバイオロジー
研究成果の概要	人工小臓器の芽構造であるオルガノイドを培養環境にて再現よく高効率に発生・誘導する技術と学理を開拓することを目的とし、オルガノイドの培養足場材料の粘弾性特性および形状誘導に係る曲面特性の各パラメーター効果を系統的に調べた。従来のオルガノイド作製で汎用されるマトリゲルのレオロジー特性を、追加架橋および機械的切断操作により調節しオルガノイド形成の最適動的粘弾性値を見出した。シンプルな合成高分子PEGにポリペプチドを修飾した物理架橋マトリックスを作製し、ラミニンを導入した系においてそれら粘弾性特性を設定することでマトリゲルの系よりも安定した肝オルガノイドの誘導に成功した。
自由記述の分野	医用生物物理工学
研究成果の学術的意義や社会的意義	オルガノイド形成のための足場材料の力学物性と形状特性の影響に関する基礎研究は関連の分野で近年注目が集まっている。また実用的な観点でも、生物由来材料であるマトリゲルを合成高分子マトリックスに置き換えてオルガノイドを高効率かつ安定して誘導可能な足場材料の開発は強く望まれている状況にある。本研究ではオルガノイドの再現性の高い高効率誘導を可能とするマトリックスの粘弾性特性を特定し、合成高分子マトリックスにおいてその物性を導入することでマトリゲルの代替材料の学理と実際の材料構築に成功し、学術的および社会的意義の両面において本質的な成果を得ている。