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2011 年度 研究成果報告書

再生バイオ人工肝臓におけるマイクロナノ物質移動の構築

研究課題

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研究課題/領域番号 20246041
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 熱工学
研究機関慶應義塾大学

研究代表者

谷下 一夫  慶應義塾大学, 理工学部, 教授 (10101776)

研究分担者 池田 満里子  慶應義塾大学, 理工学部, 名誉教授 (00051368)
須藤 亮  慶應義塾大学, 理工学部, 専任講師 (20407141)
研究期間 (年度) 2008 – 2011
キーワードバイオ人工肝臓 / 幹細胞 / 物質移動 / 胆管 / 毛細胆管 / 毛細血管 / 共培養 / 星細胞
研究概要

本研究の目標は、実際の肝臓の組織に近い組織構造を体外で実現し、その再構築された構造をバイオ人工臓器や再生医療へ応用するものである。本研究では、肝細胞、血管内皮細胞、及び星細胞の3種類の細胞による肝細胞組織構造が体外で再構築するプロセスを明らかにした。即ち、それぞれの細胞において生体高分子の発現とマイクロナノスケール物質移動による関わりを伴いながら、組織構築が可能になることが分かり、複合組織である肝臓再構築の可能性を見いだした。本研究における特筆すべき成果は以下の通りである。一つ目の大きな成果は、星細胞の関与に類洞構造の構築である。類洞では星細胞が細胞突起を伸ばして血管構造を裏打ちしているが、この構造を薄い生分解性ポリ乳酸-ポリグリコール酸共重合体(PLGA)多孔性薄膜の活用によって構築した。さらにPLGA多孔性薄膜が異種細胞間相互作用を促進させ,機能的な肝類洞様組織の再構築に有効な細胞足場であることが分かった。二つ目は、3次元の肝細胞組織内での血管化に成功した点である。血管化の課題は再生医療の分野では極めて困難な課題で、世界中の組織工学の研究者が血管化の実現を目指しているが、顕著な進展が無かった。本研究ではせん断応力による機械的刺激による誘導及びマイクロ流路を活用した実験で、血管化に成功した。以上のように、当該分野で困難であった課題を克服する事ができ、バイオ人工肝臓の実用化に向けて大きく前進したと言える。

  • 研究成果

    (24件)

すべて 2012 2011 2010 2009 2008

すべて 雑誌論文 (10件) (うち査読あり 9件) 学会発表 (13件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Reconstruction of 3D stacked hepatocyte tissues using degradable, microporous poly (d, l-lactide-co-glycolide) membranes2012

    • 著者名/発表者名
      Junichi Kasuya, Ryo Sudo, Ryu Tamogami, Genta Masuda, Toshihiro Mitaka, Mariko Ikeda, Kazuo Tanishita
    • 雑誌名

      Biomaterials

      巻: 33(9) ページ: 2693-2700

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Spatio-temporal control of hepatic stellate cell-endothelial cell interactions for reconstruction of liver sinusoids in vitro2012

    • 著者名/発表者名
      Junichi Kasuya, Ryo Sudo, Toshihiro Mitaka, Mariko Ikeda, Kazuo Tanishita
    • 雑誌名

      Tissue Engineering Part A

      巻: (in press)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Hepatic stellate cell-mediated three-dimensional hepatocyte and endothelial cell tri-culture model2011

    • 著者名/発表者名
      Junichi Kasuya, Ryo Sudo, Toshihiro Mitaka, Mariko Ikeda, Kazuo Tanishita
    • 雑誌名

      Tissue Engineering

      巻: 17(3 and 4) ページ: 361-370

    • 査読あり
  • [雑誌論文] せん断応力に依存した血管内皮細胞の3次元ネットワーク形成2010

    • 著者名/発表者名
      阿部順紀、須藤亮、池田満里子、谷下一夫
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集

      巻: 76 ページ: 51-57

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 力学的刺激による血管形成のバイオニックデザイン2010

    • 著者名/発表者名
      須藤亮、谷下一夫
    • 雑誌名

      血管医学

      巻: Vol.11, No.4 ページ: 50-61

  • [雑誌論文] Contribution of rat endothelial progenitor cells on three-dimensional network formation in vitro2009

    • 著者名/発表者名
      Masaki Koga, Ryo Sudo, Kimiko Yamamoto, Joji Ando, Mariko Ikeda, Kazuo Tanishita
    • 雑誌名

      Tissue Engineering

      巻: 15(9) ページ: 2727-2739

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ductular network formation by rat biliary epithelial cells in the dynamical culture with collagen gel and dimethylsulfoxide stimulation2008

    • 著者名/発表者名
      Wataru Hashimoto, Ryo Sudo, Kazutomo Fukasawa, Mariko Ikeda, Toshihiro Mitaka, and Kazuo Tanishita
    • 雑誌名

      Am J Pathology

      巻: 173 ページ: 494-506

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of hypoxia on formation of three-dimensional microvessel networks by endothelial cells in vitro2008

    • 著者名/発表者名
      Akinori Ueda, Ryo Sudo, Mariko Ikeda, Ken-ichi Kokubo, Susumu Kudo, Hirosuke Kobayashi and Kazuo Tanishita
    • 雑誌名

      Journal of Biomechanical Science and Engineering

      巻: 3 ページ: 299-310

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Morphological and Functional Changes of Rat Hepatocytes by Vertical Cell-Cell Adhesion in Three-Dimensional Stacked-Up Culture2008

    • 著者名/発表者名
      Ryo Sudo, Toshihiro Mitaka, Mariko Ikeda, Kazuo Tanishita.
    • 雑誌名

      Journal of Biomechanical Science and Engineering

      巻: 3 ページ: 235-248

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mariko Ikeda and Kazuo Tanishita The effect of micropatterned pores on the formation and movement of small hepatocyte colonies2008

    • 著者名/発表者名
      Ryo Sudo, Norio Takahashi, Toshihiro Mitaka
    • 雑誌名

      Journal of Biomechanical Science and Engineering

      巻: 3 ページ: 249-262

    • 査読あり
  • [学会発表] マイクロ流体デバイスを用いた肝細胞組織-毛細血管ネットワーク間相互作用の解析2012

    • 著者名/発表者名
      須藤亮、谷下一夫, 他
    • 学会等名
      第24回バイオエンジニアリング講演会
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      2012-01-07
  • [学会発表] 間葉系幹細胞と血管内皮細胞の共培養による毛細血管ネットワークの構築2012

    • 著者名/発表者名
      須藤亮、谷下一夫, 他
    • 学会等名
      第24回バイオエンジニアリング講演会
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      2012-01-07
  • [学会発表] Effects of the mechanical properties of substrates on the in vitro formation of bile ducts by biliary epithelial cells2011

    • 著者名/発表者名
      Sudo, R., Tanishita, K., et al
    • 学会等名
      International Symposium on Mechanobiology
    • 発表場所
      Shanghai, China
    • 年月日
      2011-11-05
  • [学会発表] Spatio-temporal control of hepatic stellate cell-endothelial cell interactions for reconstruction of vascularized liver constructs in vitro2011

    • 著者名/発表者名
      Sudo, R., Tanishita, K., et al
    • 学会等名
      Tissue Engineering and Regenerative Medicine International Society Asia-Pacific Chapter Meeting
    • 発表場所
      Singapore
    • 年月日
      2011-08-03
  • [学会発表] 乳酸・グリコール酸共重合体薄膜を用いた小型肝細胞、星細胞および血管内皮細胞の3次元複合組織の再構築2011

    • 著者名/発表者名
      須藤亮、谷下一夫, ほか
    • 学会等名
      第18回肝細胞研究会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2011-06-24
  • [学会発表] 星細胞-血管内皮細胞感接触による血管形態形成の制御2011

    • 著者名/発表者名
      須藤亮、谷下一夫, ほか
    • 学会等名
      第18回肝細胞研究会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2011-06-24
  • [学会発表] マイクロ流路デバイスにおける肝細胞組織-血管ネットワーク間相互作用の定量評価2011

    • 著者名/発表者名
      須藤亮、谷下一夫, ほか
    • 学会等名
      第18回肝細胞研究会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2011-06-24
  • [学会発表] Dorsal skinfold chamberを用いた生体内肝臓組織形成の可視化に関する検討2011

    • 著者名/発表者名
      須藤亮、谷下一夫, 他
    • 学会等名
      第34回日本バイオレオロジー学会
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      2011-06-03
  • [学会発表] マイクロ流体デバイスにおける血管内皮細胞-間葉系幹細胞共培養系の構築2011

    • 著者名/発表者名
      須藤亮、谷下一夫, 他
    • 学会等名
      第34回日本バイオレオロジー学会
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      2011-06-03
  • [学会発表] Microfluidic Hydrostatic Deposition Patterning for investigatinghepatocyte-biliary epithelial cell interactions2011

    • 著者名/発表者名
      Sudo, R., Tanishita, K., et al
    • 学会等名
      第50回日本生体医工学会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2011-04-29
  • [学会発表] Microfluidic hydrostatic deposition patterning for a confined hepatocyte-biliary epithelial cell co-culture system2011

    • 著者名/発表者名
      Sudo, R., Tanishita, K., et al
    • 学会等名
      第50回日本生体医工学会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2011-04-29
  • [学会発表] 血管内皮細胞の3次元ネットワーク形成に及ぼす定常及び拍動せん断応力の影響2010

    • 著者名/発表者名
      須藤亮、谷下一夫、池田満里子
    • 学会等名
      日本バイオレオロジー学会
    • 発表場所
      埼玉県和光市
    • 年月日
      2010-06-04
  • [学会発表] The reconstructed tube formation by integrated cellular structure2009

    • 著者名/発表者名
      Sudo
    • 学会等名
      Third Switzerland-Japan Workshop on Biomechanics
    • 年月日
      2009-09-10
  • [図書] Advance in Tissue Engineering2010

    • 著者名/発表者名
      谷下一夫、須藤亮、池田満利子
    • 総ページ数
      42-52
    • 出版者
      Mary Ann Liebert, Inc

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公開日: 2013-07-31  

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