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2010 年度 実績報告書

In vitro毒性試験に必要十分な再構築型細胞組織の極小化限界を探る

研究課題

研究課題/領域番号 22710062
研究機関東京大学

研究代表者

小森 喜久夫  東京大学, 生産技術研究所, 助教 (60431813)

キーワード細胞組織チップ / 毒性評価 / 組織工学 / 3次元組織 / マイクロファブリケーション / 蛍光イメージング
研究概要

本研究では、平面上に形成したマイクロウェル構造を利用して、三次元細胞組織の大きさを数十個細胞レベルから数千~数万個レベルまで広範な領域で変え、生体内での主要な毒性発現メカニズムと応答とを再現するのに必要十分な細胞組織の極小化限界(閾値)を明確にすることを目指している。作製したマイクロウェル構造を持つポリジメチルシロキサンシート上で細胞を培養したところ、マイクロウェルの直径が小さくなるほど、高さ方向に細胞増殖が進行し、培養3日目以降で停止した。一方、マイクロウェルの直径が大きくなるほど、2次元に近い組織を形成した。このようにして得られた培養5日目の三次元組織を用いて、肝機能のサイズ依存性を調べたところ、直径200μm以上の組織の肝機能は、直径63μmのものよりも3-5倍高くなった。つまり、直径63μmと200μmの間に、肝機能の閾値が存在した。次に、チトクロムP450(CYP) 1A1/2によって代謝されるとより強い毒性を示す天然の発ガン性物質アフラトキシンB1(AFB1)の毒性を、細胞生存率を指標として調べた。予測通り、AFB1の毒性はCYP 1A1/2の活性に依存した。直径200μm以上でのAFB1用量作用曲線は、直径63μmのものよりも1桁低濃度側にシフトし、一般的に用いられる96穴プレート(1穴の直径6400μm)と同等であった。以上から、間接的変異原などの毒性試験に必要十分な三次元肝組織は直径200μm(このときの高さ65μm)のものであり、このときの細胞数はおおよそ500個と見積もられた。この数字は、96ウェルプレートの1ウェル内に高密度で単層の細胞が存在するときの細胞数の500-1000分の1に相当することが明らかになった。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2010

すべて 学会発表 (4件)

  • [学会発表] 毒性評価系に利用可能な3次元肝組織の極小化2010

    • 著者名/発表者名
      小森喜久夫、鈴木宏明、藤井輝夫、酒井康行
    • 学会等名
      日本動物実験代替法学会第23回大会
    • 発表場所
      北里大学
    • 年月日
      2010-12-04
  • [学会発表] In vitro毒性試験系に有用な最小細胞集団の構築と機能評価2010

    • 著者名/発表者名
      小森喜久夫
    • 学会等名
      日本動物実験代替法学会第23回大会
    • 発表場所
      北里大学
    • 年月日
      2010-12-04
  • [学会発表] In vitroバイオアッセイに利用可能な2次元および3次元肝細胞組織の極小化限界の探索2010

    • 著者名/発表者名
      小森喜久夫、鈴木宏明、亀田一平、立間徹、藤井輝夫、酒井康行
    • 学会等名
      第17回HAB研究機構学術年会 創薬とヒト組織利用-薬効と副作用予測への挑戦-『細胞工学からのメッセージ』
    • 発表場所
      昭和大学
    • 年月日
      2010-05-21
  • [学会発表] マイクロウェル構造を利用した3次元肝細胞組織の構築とその極小化限界の探索2010

    • 著者名/発表者名
      酒井康行、鈴木宏明、木村啓志、藤井輝夫、小森喜久夫
    • 学会等名
      第10回東京大学生命科学シンポジウム-Todai BIO 2010-
    • 発表場所
      東京大学
    • 年月日
      2010-05-01

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公開日: 2012-07-19  

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