三次元組織の血管化と持続的な培養を実現する人工ヒト血管床の開発

开发实现三维组织血管化和可持续培养的人造人体血管床

基本信息

批准号：
21K19887
负责人：
三浦重徳
金额：
$ 4.08万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-07-09 至 2023-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は、3次元組織に人工血管網を導入することでin vitroにおける長期組織培養を可能とする人工ヒト血管床デバイスを開発することを目的とする。2021年度は下記項目①、②に取り組み、灌流培養可能な人工ヒト血管床をマイクロ流体デバイス上に構築する。2022年度は、構築した人工血管床デバイスの機能評価並びに３次元組織と血管床との連結を試みる。①人工ヒト血管床構築方法の検討プロトタイプの人工ヒト血管床デバイスを用いて、マイクロ流路と血管網との吻合率の向上を目指した条件検討を行った。共培養する線維芽細胞の播種密度の最適化や血管床に接する培地流路中に血管新生を促進するgrowth factorカクテルを添加することで、吻合部の形成効率に改善が認められた。また、HUVEC以外の数種の血管内皮細胞についてもデバイス上で管腔構造を持つ自発的な血管網の形成が認められ、血管床構築に利用可能な内皮細胞を新たに見出した。ヒトiPS細胞由来血管内皮細胞についても検討を行ったが、管腔形成能が低くiPS細胞株の選別または分化誘導条件のさらなる検討などが必要であることが判明した。②人工ヒト血管床灌流手法の検討項目①で作製した血管床の灌流培養手法を確立するため、プロトタイプデバイス（マイクロポストタイプ）およびトランズウェルタイプの血管床デバイスを用いて、灌流手法の検討を行った。蛍光マイクロビーズを培地に添加することで血管網内の流れを可視化した。いずれのデバイスにおいても血管網全体を灌流するには至っておらず、より効果的な送液を可能とする灌流デバイスを設計する必要が生じた。現在、3Dプリンタを用いて作製したデバイスを用いて血管網の灌流方法について引き続き検討を行っている。

这项研究旨在开发人造人造的血管床器件，通过将人工血管网络引入三维组织，从而在体外进行长期组织培养。在2021财年，我们将处理以下项目1和2，以建造一个可以在微流体设备上灌注和培养的人造人体血管床。在2022财年，我们将尝试评估构造的人造血管床器件的功能，并将3D组织连接到血管床。 1。检查建造人造人体血管床的方法，我们使用了原型人造人造血管床装置来检查旨在改善微流体通道和血管网络之间吻合率的条件。通过优化共培养成纤维细胞的接种密度并添加生长因子鸡尾酒来促进与血管床接触的培养基流通通道中的血管生成，从而可以观察到吻合部分的形成效率的提高。此外，除HUVEC以外的其他几种血管内皮细胞还显示了自发的血管网络的形成，并在设备上具有腔内结构，并且发现了可用于构建血管床的新内皮细胞。我们还研究了人IPS细胞衍生的血管内皮细胞，但是发现形成流明的能力很低，并且需要进一步检查IPS细胞系或诱导分化的条件。 2）检查人造人体血管床灌注技术，以建立针对项目1中产生的血管床的灌注培养技术，使用原型设备（微型台面）和Transwell型血管床器件研究了灌注技术。将荧光微粒添加到培养基中，以可视化血管网络中的流量。在任何一种设备中，整个血管网络的灌注均无显着差异，并且需要设计允许更有效的流体输送的灌注设备。目前，我们正在使用使用3D打印机制造的设备来研究灌注血管网络的方法。