分離型マイクロ化学チップを用いた血管組織の構築と回収

使用单独的微量化学芯片构建和恢复血管组织

基本信息

批准号：
10J09034
负责人：
山下忠紘
金额：
$ 1.34万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2010
资助国家：
日本
起止时间：
2010 至 2012
项目状态：
已结题

项目摘要

【マイクロ曲面上での増殖抑制の原因の特定】本年度はマイクロ化学チップ内での平滑筋細胞培養に必要な設計指針を得るため、前年度に発見された「血管平滑筋細胞の増殖が曲率半径数百umの曲面を有するマイクロ化学チップ基板上で有為に抑制される」現象について、その原因の解明に取り組んだ。まず、表面の形状、表面の粗さ、表面に付着させる細胞外マトリクスが血管平滑筋細胞の増殖に与える影響を検討し、増殖抑制の原因が接着表面の曲面構造のみに由来することを確認した。【増殖抑制のメカニズムの解明】次に、播種時に平面・曲面とも均一な密度で接着した細胞の密度が、その後マイクロ曲面上でのみ低下していくメカニズムを解明するために、経時観察と立体形状観察を行った。その結果、増殖過程で(1)血管平滑筋細胞がマイクロ曲面から逃げるように遊走する様子、(2)血管平滑筋細胞が自らの張力で自発的に接着表面から剥離している様子、が観察された。次に、様々な曲率のマイクロ曲面を持つ基板を準備し、この細胞の収縮を阻害するブレビスタチン、収縮を促進するTGF-βを投与して培養し、その立体形状を共焦点レーザー顕微鏡を用いて観察・評価した。その結果、曲率の大きな曲面ほど、また強い細胞ほど、マイクロ曲面からの脱離を促進することが明らかになった。これらの結果を基に、細胞の張力脱離モデルを作ることが出来た。この成果は、単一細胞の大きさの10倍位上のスケールであるがゆえに、従来細胞にはほとんど影響を与えることが無いと見なされてきたマイクロ曲面が、細胞が組織を形成する過程に大きな影響を与えることを示すものである。本年度の研究により、細胞とマイクロ曲面との力学的作用の存在が明らかになり、血管平滑筋細胞の増殖がマイクロ曲面上で抑制されるメカニズムが解明され、マイクロ化学チップの新しい設計指針を得ることが出来た。

[Identifying the cause of growth inhibition on microsurfaces] In order to obtain the design guidelines necessary for smooth muscle cells culture in micro-chemical chips, we worked to clarify the cause of the phenomenon discovered in the previous year, "proliferation of vascular smooth muscle cells is effectively suppressed on micro-chemical chip substrates with curved surfaces of several hundred um of curvature," which was discovered in the previous year.首先，我们研究了附着在表面上的表面形状，表面粗糙度和血管平滑肌细胞增殖的细胞外基质的影响，并确认抑制增殖的原因仅来自粘附表面的弯曲结构。 [了解抑制增殖的机制]接下来，为了阐明在播种过程中粘附在平面和弯曲表面的细胞密度均匀地粘附在平面和弯曲表面的机制中，我们在微曲面表面上降低了，我们随着时间的推移和三维形状的观察进行了观察结果。结果，在增殖过程中，观察到（1）（1）血管平滑肌细胞从微曲线表面迁移，（2）血管平滑肌细胞由于其自身的张力而自发地从粘合表面脱离。接下来，制备了具有各种曲率微曲面的底物，并用blebystatin培养，blebystatin抑制细胞的收缩，而TGF-β则可以观察并使用共焦激光显微镜进行观察并评估三维形状。结果，发现曲率越大，细胞越强，与微观面更容易分离。基于这些结果，可以创建一个细胞张力解离模型。该结果表明，由于它比单个细胞的大小大约10倍，传统上认为对细胞的影响很小，因此对细胞形成组织的过程产生了重大影响。今年的研究揭示了细胞和微曲面之间存在机械作用，以及在微观面上抑制血管平滑肌细胞增殖的机制，从而为微化学芯片提供了新的设计指南。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Cultivation and recovery of vascular endothelial cells in a microchannels of a separable micro-chemical chip

可分离微化学芯片微通道内血管内皮细胞的培养与回收

DOI：
发表时间：
2011
期刊：
Biomaterials
影响因子：
14
作者：
Tadahiro Yamashita;Yo Tanaka;Naokazu Idota;Kae Sato;Kazuma Mawatari;Takehiko Kitamori
通讯作者：
Takehiko Kitamori

微細血管組織構築に向けた血管平滑筋細胞のマイクロ空間内培養法の開発

微空间培养血管平滑肌细胞构建微血管组织的方法开发

DOI：
发表时间：
2012
期刊：
化学とマイクロ・ナノシステム
影响因子：
0
作者：
山下忠紘;田中陽;馬渡和真;北森武彦
通讯作者：
北森武彦

Study on the culturing condition and recovery of smooth muscle cells in a separable microchip

可分离微芯片中平滑肌细胞培养条件及回收的研究

DOI：
发表时间：
2010
期刊：
影响因子：
0
作者：
Tadahiro Yamashita;Yo Tanaka;Yasuhiko Sugii;Kazuma Mawatari;Takehiko Kitamori;Tadahiro Yamashita;Tadahiro Yamashita;Tadahiro Yamashita;Tadahiro Yamashita;山下忠紘;山下忠紘;Tadahiro Yamashita;Tadahiro Yamashita;山下忠紘;Tadahiro Yamashita
通讯作者：
Tadahiro Yamashita

A separable microchip for the culture and recovery of vascular cells

用于血管细胞培养和回收的可分离微芯片

DOI：
发表时间：
2011
期刊：
影响因子：
0
作者：
Tadahiro Yamashita;Yo Tanaka;Yasuhiko Sugii;Kazuma Mawatari;Takehiko Kitamori;Tadahiro Yamashita;Tadahiro Yamashita;Tadahiro Yamashita;Tadahiro Yamashita;山下忠紘;山下忠紘;Tadahiro Yamashita;Tadahiro Yamashita
通讯作者：
Tadahiro Yamashita

Smooth muscle cell culture in microchannel towardconstruction of multilavered vascular tissue in micro-scale

微通道中平滑肌细胞培养构建微尺度多层血管组织