心筋細胞バイオマクロアクチュエータの創成

心肌细胞生物大执行器的创建

基本信息

批准号：
07J01373
负责人：
田中陽
金额：
$ 1.22万
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：
2007
资助国家：
日本
起止时间：
2007 至 2008
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07J01373/
关键词：
心筋細胞血管細胞アクチュエータマイクロデバイス

项目摘要

近年、数cm角のガラス基板に刻んだμmオーダーの流路中に化学プロセスを集積化する研究が注目されており、微小空間の物理特性効果を利用した分析、合成、細胞実験などの高効率なマイクロ化学プロセスが実現されてきた。このうち、細胞実験に関する研究は近年非常に多く報告されているが、ほとんどはマイクロ空間特性を利用した細胞実験システムである。これに対し、本研究では、心臓および血管の流体駆動・制御機能に着目し、心筋細胞および血管細胞とマイクロデバイスを融合した、電力不用の新原理の流体デバイスを実現することを着想した。以上をふまえ、本研究の目的は、心血管細胞の機能を利用したバイオマイクロデバイスの創成とした。今年度は血管平滑筋細胞を用いたマイクロ流体制御デバイス開発のための基礎検討という課題に取り組んだ。血管は、平滑筋細胞の内側を内皮細胞が覆っており、内皮細胞が血液中の化学・力学刺激を感知して様々なシグナル物質を放出し、これが平滑筋細胞に作用して血管を弛緩・収縮させ、血流を制御している。血管細胞機能の利用により、マイクロデバイスに流体制御機能を付与できると考えた。血管平滑筋細胞駆動型マイクロデバイスの原理を検証するために、柔軟な材料で作製したチューブの周りに平滑筋細胞を接着させ、これを刺激によって収縮させ、チューブを変形させ、流量制御デバイスとして使用可能であることを実証することを着想した。そのために、柔軟で生体適合材料であるポリジメチルシロキサン(PDMS)で内径1mm、外径1.4mmのチューブを作製し、この周りにラット大動脈平滑筋細胞を培養・接着させ、その生存を確認した。この細胞を、内皮細胞由来平滑筋収縮物質エンドセリン-1で刺激したところ、細胞・チューブの動きは確認できなかったが、血管平滑筋細胞に関する血管デバイス作製のための基礎的知見が得られた。

近年来，将化学过程集成到刻在几厘米见方的玻璃基板上的微米级流道中的研究引起了人们的关注，这项研究集中在利用物理化学过程的高效分析、合成、细胞实验等。微观空间的性质效应已经实现。其中，近年来报道了大量关于细胞实验的研究，其中大部分是利用微空间特征的细胞实验系统。在这项研究中，我们专注于心脏和血管的流体驱动和控制功能，并提出了基于不需要电力的新原理，通过融合心肌细胞和血管细胞来创建流体装置的想法与微型设备。基于上述，本研究的目的是创造一种利用心血管细胞功能的生物微型装置。今年，我们解决了利用血管平滑肌细胞开发微流体控制装置的基础研究问题。在血管中，平滑肌细胞内衬有内皮细胞，内皮细胞感知血液中的化学和机械刺激并释放各种信号物质，这些信号物质作用于平滑肌细胞，使血管舒张并收缩并控制血流。。我们认为，通过利用血管细胞的功能，可以将流体控制功能赋予微型装置。为了验证血管平滑肌细胞驱动的微型装置的原理，平滑肌细胞附着在由柔性材料制成的管子周围，该材料通过刺激而收缩，导致管子变形并用作流量控制装置。证明这是可能的。为此，我们使用柔性生物相容性材料聚二甲基硅氧烷（PDMS）制作了内径为1毫米、外径为1.4毫米的管，在该管周围培养并贴壁了大鼠主动脉平滑肌细胞，并证实了它们的存活。当用内皮细胞来源的平滑肌收缩物质内皮素-1刺激这些细胞时，观察不到细胞或管的运动，但获得了用于生产血管装置的血管平滑肌细胞的基础知识。

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）

マイクロ・ナノ化学チップと医療・環境・バイオ分析

微纳化学芯片及医疗、环境、生物分析

DOI：
发表时间：
2009
期刊：
影响因子：
0
作者：
田中陽
通讯作者：
田中陽

Functionality of Endothelial Cells and Pericytes From Human Pluripotent Stem Cells Demonstrated in Cultured Vascular Plexus and Zebrafish Xenografts

在培养的血管丛和斑马鱼异种移植物中证实了人多能干细胞的内皮细胞和周细胞的功能

DOI：
10.1161/atvbaha.113.302598
发表时间：
2014-01-01
期刊：
Arteriosclerosis, Thrombosis, and Vascular Biology
影响因子：
0
作者：
V. Orlova;Yvette Drabsch;C. Freund;S. Petrus;Francijna E van den Hil;S. Muenthaisong;P. ten Dijke
通讯作者：
P. ten Dijke

Combining microchip and cell technology for the creation of novel biodevices

结合微芯片和细胞技术来创建新型生物设备