人工肝・脂肪細胞カプセルと人工小腸膜を導入した実用的オンチップ人体

结合人工肝/脂肪细胞胶囊和人工小肠膜的实用芯片人体

• 批准号: 20034013
• 负责人: 酒井 康行
• 金额: $ 4.54万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 2008
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2008 至 2009
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20034013/
• 关键词: システムオンチップ; 生物・生体工学; マイクロ・ナノデバイス; バイオリアクター; 灌流共培養; 代謝; 分布; 肝ミクロソーム; 人工肝カプセル; 人工脂肪カプセル

本年度は,前年度までで作成した3コンパートメントデバイスに,標的組織細胞としてラット肺由来細胞株L-2を,代謝を司る肝組織細胞として初代培養ラット肝細胞を,脂肪組織細胞として,マウス線維芽細胞から予め分化誘導した脂肪細胞を,それぞれ導入した.全ての細胞を導入したデバイス,そのデバイスから肝細胞のみ・脂肪細胞のみ,肝細胞と脂肪細胞両方を除いたデバイスの計4種について一連の実験を行った.このデバイスに,蛍光をもつ抗がん剤の一種であるイリノテカンをモデル物質として導入した.イリノテカン原体はプロドラッグで,カルボキシルエステラーゼにより加水分解され生じるSN-38という物質が高い抗腫瘍活性を示す.一方,肝臓のチトクロームP450 3A4による特異的代謝は無毒の代謝物を生じる.デバイスにイリノテカンを導入後,72時間までの分布変化を蛍光イメージアナライザーにて画像取得解析した.一方細胞生存率については,72時間後について評価を行った.3種の細胞を含むデバイスに50μmのイリノテカンを添加し,蛍光は脂肪組織コンパートメントに主に蓄積した.肝や肺細胞にも分布が見られたが,顕著ではなかった.72時間の灌流培養の後,標的細胞であるL-2の生存率を測定したところ,3細胞を導入したデバイスと肝細胞のみが共存する場合には毒性が検出されず,肝細胞なしのデバイスで有意な毒性が検出された.また,脂肪細胞の共存はその毒性をやや低減させた.このことは,肝細胞による代謝がイリノテカンの毒性低減へ,脂肪細胞がイリノテカンを蓄積することで,結果的に肺細胞への負荷量を低減させ毒性を低減させることを示していると考えられた.以上,計測に制限はあるものの,本デバイスにて,肝代謝と分布の結果を考慮した最終的な毒性判定を行えることが明らかとなった.

This year, compared with the previous year, the target tissue cells and lung derived cell line L-2 were produced. The liver tissue cells were cultured in primary culture. The liver cells and subcutaneous adipocytes were induced to differentiate. All cells are introduced into the liver and fat cells. There are four kinds of cells introduced into the liver and fat cells. This is the first time that a substance is introduced into the body. The compound SN-38 has high anti-tumor activity. A prescription, liver, liver, kidney, kidney 72 hours after the introduction, the distribution changes, and the image is analyzed. The survival rate of one cell was evaluated after 72 hours. Three kinds of cells were added, including 50μm cells, and light was accumulated in subcutaneous fat. After perfusion culture for 72 hours, the survival rate of L-2 cells was determined. When 3 cells were introduced into the culture medium, the toxicity was detected. In addition, fat cell proliferation reduces toxicity. This is the result of a reduction in the amount of toxicity in liver cells and a reduction in the amount of toxicity in fat cells. The results of liver metabolism distribution were taken into account in the final toxicity determination.

项目成果

A method for the design of 3D scaffolds for high-density cell attachment and determination of optimum perfusion culture conditions

• DOI: 10.1016/j.jbiomech.2008.02.025
• 发表时间: 2008-01-01
• 期刊: JOURNAL OF BIOMECHANICS
• 影响因子: 2.4
• 作者: Provin, Christophe;Takano, Kiyoshi;Shirakashi, Ryo
• 通讯作者: Shirakashi, Ryo

化学物質体内動態評価のための複合培養チップの開発

化学物质药代动力学评价复合培养芯片的研制

• 发表时间: 2010
• 作者: 篠崎奈穂;奥村聡基;塩見江梨;八木原紘子;田村恭一;礒谷真弓;盆子原誠;小野憲一郎;鷲巣月美;中山秀謹
• 通讯作者: 中山秀謹

An integrated microfluidic system for long-term perfusion culture and on-line monitoring of intestinal tissue models

• DOI: 10.1039/b717091b
• 发表时间: 2008-01-01
• 期刊: LAB ON A CHIP
• 影响因子: 6.1
• 作者: Kimura, Hiroshi;Yamamoto, Takatoki;Fujii, Teruo
• 通讯作者: Fujii, Teruo

Stable immobilization of rat hepatocytes as hemispheroids onto collagen-conjugated poly-dimethylsiloxane (PDMS) surfaces: Importance of direct oxygenation through PDMS for both formation and function

• DOI: 10.1002/bit.21690
• 发表时间: 2008-04-15
• 期刊: BIOTECHNOLOGY AND BIOENGINEERING
• 影响因子: 3.8
• 作者: Nishikawa, Masaki;Yamamoto, Takatoki;Sakai, Yasuyuki
• 通讯作者: Sakai, Yasuyuki

Spontaneous Formation of Highly Functional Three-Dimensional Multilayer from Human Hepatoma Hep G2 Cells Cultured on an Oxygen-Permeable Polydimethylsiloxane Membrane

• DOI: 10.1089/ten.tec.2009.0042
• 发表时间: 2010-04-01
• 期刊: TISSUE ENGINEERING PART C-METHODS
• 影响因子: 3
• 作者: Evenou, Fanny;Fujii, Teruo;Sakai, Yasuyuki
• 通讯作者: Sakai, Yasuyuki