オルガノイドの代謝特性を利用した循環培養系の構築

2023 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 22K19924
• Research Institution: Tokyo Medical and Dental University
• Principal Investigator: 小池 博之 東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 准教授 (20821771)
• Project Period (FY): 2022-06-30 – 2025-03-31
• Keywords: オルガノイド / 肝臓 / 血液 / 循環

Outline of Annual Research Achievements

近年、生体外で創出されるヒト器官「ヒトオルガノイド」が多くの用途で注目されている。オルガノイドを移植することで期待される効果が、生体外の環境でも十分に得られる手法が開発されれば、既存のオルガノイドの活用の幅が広がることが期待される。本研究では、オルガノイドを搭載した体外循環システムの開発を行う。
今年度は、ヒトオルガノイドを移植したマウスモデルを構築した。結果、特定の基材に包埋した状態で移植したオルガノイドは野生型マウス体内でも5週間以上生着可能であることを確認した。また、その間、移植したオルガノイドは成長を続け、ヒト特異的なタンパク質が、マウスの血漿から検出され、数週間維持されることも明らかとなった。次に、マウスの体外循環システムの作成についても実施した。結果、ニードルをマウスの右頸静脈にカニュレーションし、チューブを通じて容器に血液を流す。体外の血液循環はシリンジポンプによって駆動され、流路を切り替えることで、マウスと容器の間の血液流入と流出を制御することが判明した。今後は、マウスにおいてヒトオルガノイド移植による疾患の効果を特定するとともに、循環システムの容器の中にオルガノイドを搭載し、オルガノイドを搭載した体外循環システムの最適化を行う。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

計画書に沿って、2年目に行う予定であった計画を遂行した。ex vivoの循環システムにおけるオルガノイドの機能を確認する上では、in vivoで移植したオルガノイドと同等の機能、効果を有しているか検証する必要がある。そのため、ヒトオルガノイドの移植を実施しその機能をすすめた。
この成果をもとに、次年度も当初の計画書に沿って研究を進行していくことが可能である。
現在までの進捗状況は、計画書に従っておおむね順調であると判断している

Strategy for Future Research Activity

今後はオルガノイドを循環システムに搭載し、長期に維持可能であることを、細胞生存率、Albumin分泌量、薬物代謝能にて検証する。また、循環環境でもオルガノイドの機能がin vivoで移植されたオルガノイドと同等に発揮できることを確認するための評価を進めていく。

Causes of Carryover

本研究では、オルガノイドを搭載した体外循環システムの開発とその効果の検証を行う。次年度使用額が生じた理由は、令和5年度に所属の異動があり、令和5年度に予定していた物品購入の一部を令和6年度に実施する必要が生じたためである。
令和6年度に当該物品や機器の導入を進める。

Research Products

• [Journal Article] Preparation of mechanically patterned hydrogels for controlling the self-condensation of cells (2023)
  • Author(s): Matsuzaki Takahisa, Kawano Yuma, Horikiri Momoka, Shimokawa Yuko, Yamazaki Takashi, Okuma Nao, Koike Hiroyuki, Kimura Masaki, Kawamura Ryuzo, Yoneyama Yosuke, Furuichi Yasuro, Hakuno Fumihiko, Takahashi Shin-Ichiro, Nakabayashi Seiichiro, Okamoto Satoshi, Nakauchi Hiromitsu, Taniguchi Hideki, Takebe Takanori, et al
  • Journal Title: STAR Protocols Volume: 4 Pages: 102471～102471
  • DOI: 10.1016/j.xpro.2023.102471
  • Peer Reviewed / Open Access