| 研究課題/領域番号 |
19J21529
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| 研究機関 | 早稲田大学 |
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研究代表者 |
大矢 貴史 早稲田大学, 理工学術院, 特別研究員(DC1)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-25 – 2022-03-31
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| キーワード | フレキシブルエレクトロニクス / 薬効評価システム / 創薬研究 / 心筋細胞組織 / 生体情報計測 |
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| 研究実績の概要 |
本研究は、高精度な薬効評価システムを確立するために、ヒトiPS由来心筋細胞の動きに追従可能であり、心筋細胞組織の状態を評価可能な薄膜エレクトロニクスの開発を行い、生体外心筋組織の力学的特性、電気生理学的特性等のマルチパラメトリックな評価が可能な薬効評価システムの開発を目的とした。
今年度の研究において、生体外心筋組織の力学的特性、電気生理学的特性の評価が可能なシステムの開発に成功し、種々の薬効評価試験を行った結果、その薬効を正しく評価可能であることが示唆された。特に、催不整脈性の評価において重要なターゲットであるQT延長の評価にも成功しており、開発したシステムの薬効評価システムとしての有効性が確認されつつある。
また、マイクロ加工を施したエレクトロニクス（スマートエレクトロニクスシート）の開発に関しては、ある特定の形状のマイクロ加工を行うことで、心筋組織とエレクトロニクスの接着性が向上し、培養を継続していくと一体となった組織になることが示唆された。無加工のフレキシブルエレクトロニクス上で心筋細胞を長期に培養を行うと、心筋細胞組織の成熟化に伴い、拍動の力が強くなることで、剥離が起こりやすいという課題があるが、マイクロ加工を施すことで、フレキシブルエレクトロニクス上で長期的な心筋組織の培養が可能になることを示唆された。すなわち、この成果は、ヒトiPS細胞由来心筋細胞を利用した薬効評価試験において課題となっている心筋細胞の成熟化という課題を解決するものになり得ると考えている。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
1: 当初の計画以上に進展している
理由
本研究は、フレキシブルエレクトロニクスを利用して、ヒトiPS細胞由来心筋細胞組織のマルチパラメトリックな評価が可能な先進的な薬効評価システムを確立すること、マイクロ加工を施したエレクトロニクスによって、低侵襲な心筋細胞組織の評価を行うことが目的である。
先進的な薬効評価システムの確立に関しては基礎データを取得済みであり、論文を投稿済みである。
マイクロ加工を施したフレキシブルエレクトロニクスに関しては、当初予想をしていなかった組織とエレクトロニクスの接着性が向上をするという結果が得られつつ有り、こちらの成果に関しても投稿論文としてまとめる準備を行っている。
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| 今後の研究の推進方策 |
1. より大規模な薬効評価試験を行い、開発した薬効評価システムの優位性を検証する。
2. マイクロ加工を施したエレクトロニクスを利用することで、心筋組織とフレキシブルエレクトロニクスの接着性が改善することを確認し、フレキシブルエレクトロニクス上で培養をされた心筋細胞の成熟化が進んでいることを示す。これにより、開発したエレクトロニクスを利用することで、長期的なデータの取得、成熟化した心筋細胞での薬効評価データの取得が可能であることを示す。
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