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2022 年度 実施状況報告書

ヒト胎盤構造を有するオルガノイドの作製と胎盤バリア能評価系の構築

研究課題

研究課題/領域番号 22K18936
研究機関東京医科歯科大学

研究代表者

梶 弘和  東京医科歯科大学, 生体材料工学研究所, 教授 (70431525)

研究分担者 堀 武志  東京医科歯科大学, 生体材料工学研究所, 助教 (30808829)
研究期間 (年度) 2022-06-30 – 2024-03-31
キーワード生体模倣システム
研究実績の概要

本年度は、主に絨毛構造を有する胎盤オルガノイドの作製条件の検討を行った。
胎盤の絨毛表面は、多数の栄養膜細胞が融合した合胞体性栄養膜細胞(ST細胞)の層から成る。このST細胞層が異物に対するバリアの役割を果たしているが、従来のマトリゲルを用いた包埋培養では、絨毛様構造を有するオルガノイドが形成されないことがわかっている。そこで、アガロースマイクロウェルアレイを用いてヒト胎盤由来の栄養膜幹細胞(TS細胞)を培養し、種々の培地因子の検討を行った。3Dプリンタでモールドを作製し、これにアガロース溶液を流し込みゲル化させることで、アガロースマイクロウェルアレイを作製した。個々のマイクロウェルに200~400個のTS細胞を播種し、ST細胞への分化培地を用いて培養した。培養中に、胎盤分化誘導因子(BMP4)、成長因子(bFGF)、p38阻害剤(SB202190)等を調整することで、直径300マイクロメートル程度の均一なオルガノイドを作製することができた。免疫染色から、このオルガノイドの表面にはST細胞層が形成されており、内部には未分化のTS細胞が存在していることがわかった。さらに、オルガノイドの切片観察、SEM観察からオルガノイド表面に絨毛様構造が形成されていることを確認した。今後、胞状奇胎由来の疾患TS細胞を用いて、疾患胎盤オルガノイドを作製し、組織構造の変化の有無や程度を精査する予定である。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

当初の計画通り研究が進行しているため。

今後の研究の推進方策

大幅な研究計画の変更は考えておらず、当初の計画に沿って研究を遂行する。

次年度使用額が生じた理由

いくつかの学会がオンライン開催になり、旅費の支出が減ったため。次年度の旅費と消耗品に支出予定である。

  • 研究成果

    (20件)

すべて 2023 2022

すべて 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 4件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 9件、 招待講演 4件)

  • [雑誌論文] A comparative study between a transscleral sustained-release device and eyedrops on intraocular distribution of carteolol hydrochloride2023

    • 著者名/発表者名
      Hashikawa Yoshiko、Kato Yuki、Kaji Hirokazu、Abe Toshiaki、Nagai Nobuhiro
    • 雑誌名

      Heliyon

      巻: 9 ページ: e14392~e14392

    • DOI

      10.1016/j.heliyon.2023.e14392

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Latest developments in engineered skeletal muscle tissues for drug discovery and development2023

    • 著者名/発表者名
      Ostrovidov Serge、Ramalingam Murugan、Bae Hojae、Orive Gorka、Fujie Toshinori、Shi Xuetao、Kaji Hirokazu
    • 雑誌名

      Expert Opinion on Drug Discovery

      巻: 18 ページ: 47~63

    • DOI

      10.1080/17460441.2023.2160438

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Release of ranibizumab using a porous poly(dimethylsiloxane) capsule suppressed laser-induced choroidal neovascularization via the transscleral route2023

    • 著者名/発表者名
      Nagai Nobuhiro、Daigaku Reiko、Motoyama Remi、Kaji Hirokazu、Abe Toshiaki
    • 雑誌名

      Journal of Materials Science: Materials in Medicine

      巻: 34 ページ: 5

    • DOI

      10.1007/s10856-022-06705-z

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The microRNA cluster C19MC confers differentiation potential into trophoblast lineages upon human pluripotent stem cells2022

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi Norio、Okae Hiroaki、Hiura Hitoshi、Kubota Naoto、Kobayashi Eri H.、Shibata Shun、Oike Akira、Hori Takeshi、Kikutake Chie、Hamada Hirotaka、Kaji Hirokazu、Suyama Mikita、Bortolin-Cavaill? Marie-Line、Cavaill? J?r?me、Arima Takahiro
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 13 ページ: 3071

    • DOI

      10.1038/s41467-022-30775-w

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Recent trends of biomaterials and biosensors for organ-on-chip platforms2022

    • 著者名/発表者名
      Goncalves Ines M.、Rodrigues Raquel O.、Moita Ana S.、Hori Takeshi、Kaji Hirokazu、Lima Rui A.、Minas Graca
    • 雑誌名

      Bioprinting

      巻: 26 ページ: e00202~e00202

    • DOI

      10.1016/j.bprint.2022.e00202

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Organ-on-a-Chip Platforms for Drug Screening and Delivery in Tumor Cells: A Systematic Review2022

    • 著者名/発表者名
      Goncalves Ines M.、Carvalho Violeta、Rodrigues Raquel O.、Pinho Diana、Teixeira Senhorinha F. C. F.、Moita Ana、Hori Takeshi、Kaji Hirokazu、Lima Rui、Minas Graca
    • 雑誌名

      Cancers

      巻: 14 ページ: 935~935

    • DOI

      10.3390/cancers14040935

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Analysis of a simple method to change the wettability of the PDMS surface for biomicrofluidic applications2023

    • 著者名/発表者名
      Ines Goncalves, Diana Pinho, Andrea Zille, Hirokazu Kaji, Graca Minas, Rui Lima, Patricia Sousa, Ana Moita
    • 学会等名
      16th International Conference on Biomedical Electronics and Devices
    • 国際学会
  • [学会発表] ヒト胎盤模倣システムの開発2022

    • 著者名/発表者名
      梶 弘和
    • 学会等名
      化学とマイクロ・ナノシステム学会第46回研究会
    • 招待講演
  • [学会発表] ヒト胎盤モデルの開発2022

    • 著者名/発表者名
      梶 弘和
    • 学会等名
      日本薬物動態学会第37回年会
    • 招待講演
  • [学会発表] Minimally invasive drug and cell delivery systems targeting the posterior segment of the eye2022

    • 著者名/発表者名
      Hirokazu Kaji
    • 学会等名
      The 2nd International Symposium on Design & Engineering by Joint Inverse Innovation for Materials Architecture (DEJI2MA)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Drug and cell delivery systems targeting the posterior segment of the eye2022

    • 著者名/発表者名
      Hirokazu Kaji
    • 学会等名
      The 17th International Workshop on Biomaterials in Interface Science
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Microphysiological systems and 3D cell cultures for accelerating human placenta research2022

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Hori, Hiroaki Okae, Takahiro Arima, Yuji Nashimoto, Hirokazu Kaji
    • 学会等名
      The 7th International Symposium on Biomedical Engineering (ISBE2022)
    • 国際学会
  • [学会発表] Activation of the miRNA cluster C19MC confers differentiation potential into trophoblast lineages upon human pluripotent stem cells2022

    • 著者名/発表者名
      Norio Kobayashi, Hiroaki Okae, Hirokazu Kaji, Mikita Suyama, Takahiro Arima
    • 学会等名
      IHEC2022
    • 国際学会
  • [学会発表] Generation of human placental organoids to study the effects of oral dysbiosis on the placental development2022

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Hori, Sayaka Katagiri, Hiroaki Okae, Takahiro Arima, Yuji Nashimoto, Hirokazu Kaji
    • 学会等名
      The 17th International Workshop on Biomaterials in Interface Science
    • 国際学会
  • [学会発表] Engineering and analyzing organ microenvironment with a perfusable vascular network and its application in oral pathology2022

    • 著者名/発表者名
      Yuji Nashimoto, Takeshi Hori, Kosuke Ino, Hitoshi Shiku, Sayaka Katagiri, Hirokazu Kaji
    • 学会等名
      The 17th International Workshop on Biomaterials in Interface Science
    • 国際学会
  • [学会発表] A simple method to modify the PDMS surface wettability for biomicrofluidic applications2022

    • 著者名/発表者名
      Ines Maia Goncalves, Hirokazu Kaji, Andrea Zille, Graca Minas, Rui Lima, Patricia Sousa, Ana Moita
    • 学会等名
      20th International Symposium on Applications of Laser and Imaging Techniques to Fluid Mechanics
    • 国際学会
  • [学会発表] Trophoblast organoids to study xenobiotic transport2022

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Hori, Hiroaki Okae, Norio Kobayashi, Takahiro Arima, Hirokazu Kaji
    • 学会等名
      9th World Congress of Biomechanics
    • 国際学会
  • [学会発表] 血管網デバイスを用いた内皮間葉移行および口腔癌の転移メカニズムの理解2022

    • 著者名/発表者名
      土屋香碧, 梨本裕司, 堀 武志, 吉田昭太郎, 高橋和樹, 渡部徹郎, 梶 弘和
    • 学会等名
      化学とマイクロ・ナノシステム学会第46回研究会
  • [学会発表] マイクロメッシュシートを利用した三次元細胞培養法の開発2022

    • 著者名/発表者名
      安藤 萌, 堀 武志, 山本 茜, 北野 勇, 石原甲平, 水田太郎, 長濱宏治, 吉田昭太郎, 梨本裕司, 梶 弘和
    • 学会等名
      化学とマイクロ・ナノシステム学会第46回研究会
  • [学会発表] ヒト栄養膜細胞の浸潤を再現した胎盤チップモデル2022

    • 著者名/発表者名
      堀 武志, 天野倉大成, 岡江寛明, 小林記緒, 有馬隆博, 梶 弘和
    • 学会等名
      化学とマイクロ・ナノシステム学会 第45回研究会

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公開日: 2023-12-25  

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