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2023 Fiscal Year Annual Research Report

Gut-Liver-on-a-Chip to investigate the progression mechanisms of non-alcoholic fatty liver diseases

Research Project

Project/Area Number 21H01728
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

亀井 謙一郎  京都大学, 高等研究院, 研究員 (00588262)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 平井 義和  京都大学, 工学研究科, 講師 (40452271)
Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Keywordsヒト多能性幹細胞 / 非アルコール性脂肪肝疾患 / 腸肝連関 / センサ / オルガノイド
Outline of Annual Research Achievements

非アルコール性脂肪肝疾患(NAFLD)は、進行すると肝硬変などの重篤な状態に至り、最終的な治療法として生体肝移植を行うしかないという深刻な問題を抱えている。現時点でNAFLDを治療できれば、移植の必要性を回避できるが、効果的な治療薬は未だに存在しない。この複雑性は、NAFLDが腸や肝臓を含む複数の臓器の相互作用に関連しているため、その起因となるメカニズムの全貌が明らかでないことにある。このため、生体外でのシンプルなNAFLDモデルの開発が緊急に求められている。

この課題に対応するため、我々の研究チームはNAFLDの発症及び悪化に深く関わる肝臓と腸の相互作用に焦点を当てた。ヒト多能性幹細胞を用いて作製した肝臓と小腸のオルガノイドを搭載した多組織チップを開発し、NAFLDを再現することに成功した。また、NAFLDが発症し悪化する過程を時系列で解析できるように、各臓器の機能をリアルタイムで測定できるセンサーを取り付けた。最終的には、遺伝子解析や代謝物測定といった多角的なアプローチにより、NAFLDの発症から重篤化するまでのプロセスを解明し、これらの知見がNAFLDの理解を深める上で大きな貢献をしている。これらの研究を踏まえ、将来的にはNAFLDの予防や治療法の開発に結びつけていくことを目指している。

Research Progress Status

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (13 results)

All 2024 2023 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 1 results) Presentation (8 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Invited: 3 results)

  • [Int'l Joint Research] New York University Abu Dhabi(アラブ首長国連邦)

    • Country Name
      UNITED ARAB EMIRATES
    • Counterpart Institution
      New York University Abu Dhabi
  • [Journal Article] Cyclic Stretching Enhances Angiocrine Signals at Liver Bud Stage from Human Pluripotent Stem Cells in Two-Dimensional Culture2024

    • Author(s)
      Yoshimoto Koki、Maki Koichiro、Adachi Taiji、Kamei Ken-ichiro
    • Journal Title

      Tissue Engineering Part A

      Volume: - Pages: -

    • DOI

      10.1089/ten.TEA.2023.0148

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Integrated-gut-liver-on-a-chip platform as an in vitro human model of non-alcoholic fatty liver disease2023

    • Author(s)
      Yang Jiandong、Hirai Yoshikazu、Iida Kei、Ito Shinji、Trumm Marika、Terada Shiho、Sakai Risako、Tsuchiya Toshiyuki、Tabata Osamu、Kamei Ken-ichiro
    • Journal Title

      Communications Biology

      Volume: 6 Pages: 310

    • DOI

      10.1038/s42003-023-04710-8

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] ナノマイクロ加工を応用したボディ・オン・チップの開発2023

    • Author(s)
      HIRAI Yoshikazu
    • Journal Title

      Journal of the Japan Society for Precision Engineering

      Volume: 89 Pages: 690~694

    • DOI

      10.2493/jjspe.89.690

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 3次元リソグラフィ技術による生体模倣システムの構築2023

    • Author(s)
      平井義和, 田畑修
    • Journal Title

      クリーンテクノロジー

      Volume: 33 Pages: 22-27

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Reverse Bioengineering to recreate multicellular animals in vitro2023

    • Author(s)
      Kenichiro Kamei
    • Organizer
      The 8th International Symposium on Biomedical Engineering, International Workshop on Nanodevice Technologies 2023
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] リバース・バイオエンジニアリングによる生物の理解とその展望2023

    • Author(s)
      亀井 謙一郎
    • Organizer
      日本機械学会
    • Invited
  • [Presentation] Gut-Liver-Axis on a Chip for studying disease progression in vitro2023

    • Author(s)
      Kenichiro Kamei
    • Organizer
      MARSS 2023
    • Invited
  • [Presentation] Simulation Model to Characterize Volumetric Flow Rate Generated by Polydimethylsiloxane Peristaltic Micropump for Body-on-a-Chip2023

    • Author(s)
      Jiandong Yang, Yoshikazu Hirai, Ken-ichiro Kamei, Osamu Tabata, Toshiyuki Tsuchiya
    • Organizer
      The 18th IEEE International Conference on Nano/Micro Engineered and Molecular Systems (IEEE-NEMS 2023)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Electrode Design Using Multi-Material Topology Optimization for Accurate Measurement of Trans-Epithelial Electrical Resistance in Organ-on-a-Chip2023

    • Author(s)
      Haruki Goda, Naoyuki Ishida, Kozo Furuta, Kazuhiko Izui, Fred van Keulen, Ken-ichiro Kamei, Toshiyuki Tsuchiya, Osamu Tabata, Yoshikazu Hirai
    • Organizer
      The 49th International Conference on Micro- and Nano Engineering (MNE 2023), Berlin, Germany
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Accuracy Estimation of All-Optical Thermometry Between 283-373 K Using the NV--Center Zero-Phonon Line Spectrum of Diamond Microparticles2023

    • Author(s)
      Taiichi Shikama, Takato Watanabe, Masaya Zetsu, Yoshikazu Hirai, Mazin Jouda, Masahiro Hasuo
    • Organizer
      The 2023 MRS Fall Meeting
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] NV-中心ゼロフォノン線ピーク波長によるナノダイヤモンド粒子選別マイクロ流体デバイスの開発2023

    • Author(s)
      舌雅也, 渡辺嵩都, 出原貴央, 四竈泰一, 平井義和, 蓮尾昌裕
    • Organizer
      第84回応用物理学会秋季学術講演会, 応用物理学会
  • [Presentation] ナノマイクロ加工技術を応用したボディ・オン・チップの創製2023

    • Author(s)
      平井義和
    • Organizer
      日本機械学会関西支部第99期定時総会・講演会, 日本機械学会

URL: 

Published: 2024-12-25  

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