磁力を用いたヒト培養細胞のポジショニングと組織的細胞集合体の構築

利用磁力定位人类培养细胞并构建有组织的细胞聚集体

• 批准号: 06J06549
• 负责人: 清水 一憲
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-06J06549/
• 关键词: Tissue Engineering; マグネタイト; リポソーム; DDS; 磁力; 心筋; 血管; 骨

近年、ヒト培養細胞を用いて生体外で組織・臓器を構築し、移植治療に用いるTissue Engineeringの研究が進んでいる。厚みを持った三次元な構造をしている組織・臓器を構築するためには、直径10μmほどの小さな球体である細胞で、厚みを持った細胞集合体を構築する必要がある。本研究において私は、細胞集合体の構築に磁気ラベルした細胞を磁力で動かすMag-TEを応用することを試みた。細胞の磁気ラベルにはマグネタイトナノ粒子を中心にもつ正電荷リポソームを用いた。従来のTissue Engineeringの手法では、細胞を培地中にバラバラに漂っている懸濁液という状態で操作していたため、意図した箇所に細胞を三次元的に配置することは困難であった。しかし、Mag-TEを用いると、細胞自身の位置を磁力で非接触的に直接操作することが可能となり、細胞を目的の位置に三次元的に配置し集合させることが可能となった。具体的には、1.Mag-TEにより心筋組織の構築し、構築した組織が実際に電気的な結合を保持していることを確認することが出来た。2.Mag-TEにより間葉系幹細胞組織を構築し、ラット頭蓋骨欠損部に移植することで、作製した組織の骨治療への有効性を示すことが出来た。3.Mag-TEにより管状担体の周囲に細胞を効率よく配置させる技術を開発し、ヒト血管を模倣した組織の構築に成功した。以上、本研究では磁性微粒子と磁力をTissue Engineeringに応用し、培養細胞を目的の場所に配置し三次元的に集合させる技術を開発し、組織的な細胞集合体を構築することに成功した。

In recent years, ヒ ト culture cell を with い て raw で Tissue in vitro, viscera を constructing し, transplantation of に with い る Tissue Engineering が の research into ん で い る. Thick み を hold っ た three-d な tectonic を し て い る organization, viscera を build す る た め に は, 10 microns in diameter ほ ど の small さ な sphere で あ る cell で, thick み を hold っ た cell aggregation を build す る necessary が あ る. This study に お い て private は, cell aggregation の build に magnetic 気 ラ ベ ル し た cells を magnetic dynamic か で す Mag - TE を 応 with す る こ と を try み た. Cell の magnetic 気 ラ ベ ル に は マ グ ネ タ イ ト ナ ノ particle を center に も つ positive charge リ ポ ソ ー ム を with い た. 従 to の Tissue Engineering の gimmick で を は, cells of the petty に バ ラ バ ラ に drift っ て い る suspension と い う で operation し て い た た め, Italy 図 し た に by cells を three-d に configuration す る こ と は difficult で あ っ た. し か し, Mag - TE を い る と, cells themselves の position を magnetic で non-contact に directly manipulate す る こ と が may と な り position, the purpose of the cell を の に three-d に configuration し collection さ せ る こ と が may と な っ た. Specific に は, 1. Mag - TE に よ り heart muscle tissue の constructing し, constructing し が た organization be interstate に electric 気 な combined を keep し て い る こ と を confirm す る こ と が た. 2. Mag - TE に よ り mesenchymal stem cell tissue を build し, ラ ッ ト skull less loss of に transplantation す る こ と で, cropping し た organization の bone treatment へ の have sharper sex を shown す こ と が た. 3. Mag - TE に よ り tubular supporter の weeks 囲 に cells を sharper rate よ く configuration さ せ る technology を open 発 し, ヒ ト を vessels imitating し た organization built の に success し た. Above, this study で は magnetic particles と magnetic を Tissue Engineering に 応 を し, cultivating cells with objective の place に configuration し に collection of three dimensional さ せ る technology を open 発 し, organization な cell aggregation of を build す る こ と に successful し た.

项目成果

Construction of multi-layered cardiomyocyte sheets using magnetite nanoparticles and magnetic force

• DOI: 10.1002/bit.21094
• 发表时间: 2007-03-01
• 期刊: BIOTECHNOLOGY AND BIOENGINEERING
• 影响因子: 3.8
• 作者: Shimizu, Kazunori;Ito, Akira;Honda, Hiroyuki
• 通讯作者: Honda, Hiroyuki

Bone tissue engineering with human mesenchymal stem cell sheets constructed using magnetite nanoparticles and magnetic force

• DOI: 10.1002/jbm.b.30752
• 发表时间: 2007-08-01
• 期刊: JOURNAL OF BIOMEDICAL MATERIALS RESEARCH PART B-APPLIED BIOMATERIALS
• 影响因子: 3.4
• 作者: Shimizu, Kazunori;Ito, Akira;Honda, Hiroyuki
• 通讯作者: Honda, Hiroyuki

未来材料

未来材料

• 发表时间: 2012
• 作者: Swanson;Paul L.;平地健吾;James W.Heisig;山本勉;井上厚史;鎌田東二;師尾 晶子;清水 哲郎;藤本ゆかり
• 通讯作者: 藤本ゆかり

Effective cell-seeding using magnetite nanoparticles and magnetic force onto decellularized blood vessel for vascular tissue engineering.

使用磁铁矿纳米粒子和磁力将细胞有效接种到脱细胞血管上，用于血管组织工程。

• 发表时间: 2007
• 期刊: Journal of Bioscience and Bioengineering (印刷中)
• 作者: Shimizu;K.;Ito;A.;Arinobe;M.;Murase;Y.;Iwata;Y.;Narita;Y.;Kagami;H.;Ueda;M.;Honda;H.
• 通讯作者: H.

一細胞定量解析の最前線-ライフサーベイヤ構築に向けて第4章 3.細胞の磁気ラベル・磁気誘導を用いた組織構築

细胞定量分析的前沿——迈向生命测量师的构建第4章3.利用细胞磁性标记和磁感应的组织构建

• 发表时间: 2006
• 作者: Honda;H.;Ito;A.;Shimizu;K.;Ino;K.
• 通讯作者: K.