| 研究課題/領域番号 |
22K12790
|
|---|
| 研究機関 | 東京電機大学 |
|---|
研究代表者 |
矢口 俊之 東京電機大学, 理工学部, 教授 (70385483)
|
|---|
| 研究分担者 |
大越 康晴 東京電機大学, 理工学部, 准教授 (10408643)
加藤 綾子 三条市立大学, 工学部, 教授 (30318159)
村松 和明 東京電機大学, 理工学部, 教授 (90408641)
住倉 博仁 東京電機大学, 理工学部, 准教授 (20433998)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2025-03-31
|
| キーワード | オルガノイド / 浮遊培養 / 水性二相系 / スフェロイド / 微小重力 |
|---|
| 研究実績の概要 |
再生医療とその周辺技術は急速に発展しつつあり，一部では臨床応用もされている．また，近年ではスフェロイドやオルガノイドを創薬分野で応用する期待も高まっている．これらのニーズに対し，スフェロイドやオルガノイドを簡便に，再現性よく，産業応用（大量生産）も可能な，さらに細胞組織としての機能を備えた状態で形成する手法の確立が求められている．そこで本研究では，接着性細胞の局所的高密度浮遊培養によるオルガノイド形成法の確立を目指す．これまでに我々は水溶性にも関わらず“水と油”のように分離する水溶性二層培養液（Aqueous Two Phase System, ATPS）を用い，細胞の平面培養と二次元パターニングに関する報告をしてきた．この二層に分かれる培養液を用いることで，接着性細胞を液体中の液滴内に高密度に閉じ込めた状態で浮遊培養を行うことで相互接着を促し，それによってスフェロイドを形成する．さらにそのスフェロイドを複数個融合させることによってオルガノイド形成を目指す．本手法によりオルガノイドの新たな構築技術が開発されれば，再生医療に向けた細胞組織・臓器の再生や，創薬分野における薬効スクリーニングやテーラーメイド医療等にも有用であると考える．
計画初年度では，浮遊培養システムの新規試作を行い，それを用いたスフェロイドの試作を行った．また，ATPS培養液の基本特性評価として，分子量，濃度，混合比等について検討した．浮遊培養システムについては細胞懸濁液滴を撮影した連続画像を解析することによりポンプシステムの制御を可能とした．これにより，スフェロイドやオルガノイドを数日～数週間程度，安定的に浮遊培養させることが可能となるが，今後はATPS培養液の時間に対する安定性を確認しつつスフェロイドやオルガノイドを形成し，その機能評価を行う予定である．
|
| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
初年度には二相系液体の浮遊培養部分に対する流体力学的解析を実施する予定であったが，液体の中の液滴内部に懸濁された細胞をシミュレーションするための流体力学的モデルは一般的な手法で解析するのが困難であることが現在までの文献調査で明らかとなった．今後，数値流体解析を行うためのソフトウェアであるOpenFOAMについて習熟し，よりシンプルなモデルで浮遊培養について培養の時間効率化についての解析を実施する予定である．
|
| 今後の研究の推進方策 |
基本的な計画に変更の必要性は無い．初年度に構築した浮遊培養システムを用いたスフェロイド形成を実施して，システムの完成度を高めつつ，スフェロイドサイズのコントロールや形成されたスフェロイド自体の分析・評価を行う．また，スフェロイド同士を融合させる基礎実験を行い，細胞組織として機能を備えたオルガノイド形成の基礎実験を行ってゆく予定である．
|
| 次年度使用額が生じた理由 |
他の研究費を優先して使用したこと，研究の進捗度が当初計画より低かったことにより次年度使用額が生じた．
|
| 備考 |
1)第15回ベンチャー創設支援フォーラム～再生医療等製品からその周辺産業まで～，2023年3月17日，日本橋ライフサイエンスビルディング
2)Medtech Japan 2023，2023年04月19～21日，東京ビッグサイト
3)nano tech 2023，2023年2月1～3日，東京ビッグサイト
|
