ヒト多能性幹細胞を用いた生体モデルＢｏｄｙ ｏｎ ａ ｃｈｉｐの開発

2013 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 24656502
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 亀井 謙一郎 京都大学, 物質-細胞統合システム拠点, 助教 (00588262)
• キーワード: ヒトES/iPS細胞 / 幹細胞 / マイクロ流体デバイス

研究概要

本研究では、マイクロ流体テクノロジーを駆使して3次元微小組織形成デバイスを開発し、ヒト多能性幹細胞を用いた3次元微小組織の作製、微小組織を連結することによるin vitro生体モデル「Body on a Chip」の作製とそれを用いた新規薬効評価を行うことを目的としている。具体的には、A. 多様な細胞外微小環境を作製・試験できるハイスループットマイクロ流体デバイス（HT-microFD）の開発、B. ヒトES/iPS細胞を用いた多種の機能的3次元組織への分化誘導法の確立、C. 作製した微小組織をマイクロ流体デバイス内で連結することによる生体モデルの作製と薬効評価を行う。
研究期間中においては、項目Aにおける既に多様な細胞外微小環境をハイスループットデバイスの開発に成功し、実際に環境スクリーニングを行っている。
また、項目Bに於いては、ヒトES/iPS細胞から心筋・肝臓の3次元組織化を行なっており、心筋に関しては既に3次元化に成功している。
項目Cにおいて、複数の微小組織を集積できるデバイスを作製し、生体モデルの作製を行った。

研究成果

• [雑誌論文] Nanofibrous gelatin substrates for long-term expansion of human pluripotent stem cells (2014)
  • 著者名/発表者名: L. Liu, M. Yoshioka, M. Nakajima, A. Ogasawara, J. Liu, K. Hasegawa, S. Li, J. Zou, N. Nakatsuji, K. Kamei and Y. Chen
  • 雑誌名: Biomaterials 巻: 35 ページ: 6259-6267
  • DOI: 10.1016/j.biomaterials.2014.04.024
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cutting-edge microfabricated biomedical tools for human pluripotent stem cell research (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Kamei
  • 雑誌名: Journal of Laboratory Automation 巻: 18(6) ページ: 469-481
  • DOI: 10.1177/2211068213495394
  • 査読あり
• [雑誌論文] Phenotypic and transcriptional modulation of human pluripotent stem cells induced by nano/microfabrication materials (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Kamei, Y. Hirai, Y. Makino, M. Yoshioka, Q. Yuan, M. Nakajima, Y. Chen, and O. Tabata
  • 雑誌名: Advanced Healthcare Materials 巻: 2(2) ページ: 287-291
  • DOI: 10.1002/adhm.201200283
  • 査読あり
• [雑誌論文] Body on a Chip: Re-creation of a living system in vitro (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Kamei, Y. Hirai and O. Tabata
  • 雑誌名: IEEE, Nanotechnology Magazine 巻: 7 ページ: 6-14
  • DOI: 10.1109/MNANO.2013.2275024
  • 査読あり
• [学会発表] Bio-inspired microfluidic platform to control cell functions (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Kamei, Y. Mashimo, Y. Koyama, M. Yoshioka, M. Nakajima, C. Fockenberg, Y. Chen
  • 学会等名: 日本化学会第94春季年会
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 20140327-20140330
• [学会発表] High-throughput screening platform of engineered cellular microenvironments for human pluripotent stem cells (2014)
  • 著者名/発表者名: Y. Mashimo, K. Kamei, C. Fockenberg, L. Liu, Y. Koyama and Y. Chen
  • 学会等名: 日本化学会第94春季年会
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 20140327-20140330
• [学会発表] ナノファイバーを用いたヒト多能性幹細胞培養基材の開発 (2014)
  • 著者名/発表者名: 亀井 謙一郎、劉 莉、吉岡 桃子、長谷川 光一、中辻 憲夫、陳 勇
  • 学会等名: 日本再生医療学会総会
  • 発表場所: 国立京都国際会館
  • 年月日: 20140304-20140306
• [学会発表] ハイスループット・マイクロ流体デバイスを用いたヒトES/iPS細胞培養用ナノファイバー・スクリーニング (2014)
  • 著者名/発表者名: 眞下 泰正、C. Fockenberg、小山 芳江、劉 莉、陳 勇、亀井 謙一郎
  • 学会等名: 日本再生医療学会総会
  • 発表場所: 国立京都国際会館
  • 年月日: 20140304-20140306
• [学会発表] Body on a Chip：人体の再構成と創薬への応用
  • 著者名/発表者名: 亀井 謙一郎
  • 学会等名: 電子情報技術部会、MEMS分科会講演会
  • 発表場所: 公益社団法人 新化学技術推進協会
  • 招待講演
• [産業財産権] マイクロ流体デバイスを用いたヒト多能性幹細胞の微小3次元培養法 (2014)
  • 発明者名: 亀井 謙一郎、陳 勇
  • 権利者名: 亀井 謙一郎、陳 勇
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2014-034166
  • 出願年月日: 2014-02-25
• [産業財産権] 細胞培養足場基材、マイクロ流体デバイス及びそれを用いたハイスループットナノファイバースクリーニング方法 (2013)
  • 発明者名: 亀井 謙一郎、眞下 泰正、劉 莉、陳 勇
  • 権利者名: 亀井 謙一郎、眞下 泰正、劉 莉、陳 勇
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2013-263585
  • 出願年月日: 2013-12-20