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ステムセルバイオテクノロジー研究グループ
研究概要
幹細胞生物学と生体工学を融合したステムセルバイオテクノロジーは再生医療分野や疾患モデル研究、創薬研究に欠かせない学問になっています。
私たち ステムセルバイオテクノロジー研究グループでは、多能性幹細胞や体性幹細胞などの細胞特性と微細加工技術を応用し、リプログラミングやダイレクトリプログラミングおよび細胞分化誘導法の開発、培養デバイスや機器開発、治療応用を目指した研究を行っています。
研究課題
研究課題1:ヒト間葉系幹細胞の理解と形成外科領域への応用
研究担当者:木田 泰之、森 宣仁、髙山 祐三、赤木 祐香
多くの可能性を秘めた脂肪組織由来細胞を使った再生医療応用技術を開発しています。私たちは、脂肪幹細胞等を用いた腱やケロイド、軟部組織の再建を目指し、効率的な細胞誘導法開発や移植による治療法開発に挑んでいます。
研究課題
研究課題2:神経インターフェース技術による臓器間相互作用のin vitro再構築
研究担当者:髙山 祐三
末梢神経系と様々な臓器をin vitroで接続することで、創薬アッセイ系への応用を目指しています。また、神経堤細胞・末梢神経の新規誘導技術の開発を行っており、特に自律神経系（交感/副交感神経）の誘導技術開発に注力しています。
研究課題
研究課題3:組織培養デバイスを用いた血管付き人工組織の開発
研究担当者:森 宣仁
組織培養デバイスを用いて人工組織に大きな主血管とそこから枝分かれする毛細血管を作製する技術を研究している。酸素や栄養を供給して大きな組織を維持したり、試験の対象である薬剤を流し入れたりすることができる。
研究課題
研究課題4:共焦点ラマン分光顕微鏡による非侵襲な細胞分画技術の開発
研究担当者:赤木 祐香
共焦点ラマン分光顕微鏡を生体組織由来の細胞に応用し、非侵襲かつ高精度に細胞プロファイリング・分画する技術を開発する。この技術は加工細胞の新型医薬品開発が可能となり、革新的な技術の発展に寄与するものと期待できる。
研究課題
研究課題5:がん微小環境の理解と医療シーズへの展開
研究担当者:木田 泰之、熊谷 雄太郎、森 宣仁、髙山 祐三
私たちは臨床の固形がんを再現するin vitroがん微小環境実験法と、豊富な間質増生を伴う臨床組織像を再構築する担がんマウスモデルを開発しました。これらを用いて新たな医療シーズとその非臨床POCを取得することを目指しています。
研究課題
研究課題6:免疫情報の研究
研究担当者:熊谷 雄太郎
免疫系は外来の異物を認識し排除するのみならず神経系、代謝系、がんとの相互作用を通じて様々な疾患に関係しています。この免疫応答の理解を目指し、その情報処理機構を実験、情報科学、数理の多方面から研究しています。
研究課題
研究課題7:圧力駆動型MPSの開発と産業応用
研究担当者:杉浦 慎治、金森 敏幸
微細加工技術を利用して生理学性の高い培養環境を創出し、高次の細胞・臓器機能を発現可能な生体模倣システム（Microphysiological systems、MPS）の開発と産業応用を目指します。
メンバー
| 名前 | 役職 | 主な研究テーマ |
|---|---|---|
| 木田 泰之 KIDA Yasuyuki | グループ長 | ・ステムセルバイオテクノロジー ・実験モデルの作製 ・幹細胞の再生医療応用 |
| 金森 敏幸 KANAMORI Toshiyuki | 上級主任研究員 | ・生体化学工学 ・移動速度論 ・医用工学 |
| 杉浦 慎治 SUGIURA Shinji | 上級主任研究員 | ・Microphysiological systemsの開発と創薬への応用 ・マイクロプロセを用いた微小培養環境制御 ・光分解性ゲルを用いた細胞分離 |
| 髙山 祐三 TAKAYAMA Yuzo | 主任研究員 | ・細胞誘導・加工技術の開発 ・幹細胞由来人工組織の作製 ・微細加工技術を用いた細胞組織間の相互作用評価系構築 |
| 熊谷 雄太郎 KUMAGAI Yutaro | 主任研究員 | ・自然免疫、がん免疫の分子レベルでの解明 ・免疫応答のバイオインフォマティクス ・免疫系動作原理の数理的理解と応用 |
| 森 宣仁 MORI Nobuhito | 研究員 | ・血管付き3次元肝臓組織の開発 ・3次元組織灌流システムの開発 ・血管付き3次元がんモデルの開発 |
| 赤木 祐香 AKAGI Yuuka | 研究員 | ・非破壊・非侵襲的な細胞評価技術の開発 ・細胞・組織間の相互作用評価 ・ティッシュエンジニアリング技術による大脳組織の作製 |
業績リスト
- Takayama Y, Kushige H, Akagi Y, Suzuki Y, Kumagai Y, Kida YS*
Selective induction of Human Autonomic neurons enables precise control of cardiomyocyte Beating
Sci Rep. In press, (2020) - Mori N, Akagi Y, Imai Y, Takayama Y, Kida YS*
Fabrication of Perfusable Vascular Channels and Capillaries in 3D Liver-like Tissue
Sci Rep. 10: 5646 (2020) doi: 10.1038/s41598-020-62286-3 - Baba T, Takagi T, Sumaru K, Kanamori T
Effect of the fluorination degree of partially fluorinated octyl-phosphocholine surfactants on their interfacial properties and interactions with purple membrane as a membrane protein model
Chemistry And Physics Lipids 227 0: 0 (2020) doi: 10.1016/j.chemphyslip.2020.104870 - Marx U, Akabane T, Andersson TB, Baker E, Beilmann M, Beken S, Brendler-Schwaab S, Cirit M, David R, Dehne EM, Durieux I, Ewart L, Fitzpatrick SC, Frey O, Fuchs F, Griffith LG, Hamilton GA, Hartung T, Hoeng J, Hogberg H, Hughes DJ, Ingber DE, Iskandar A, Kanamori T, Kojima H, Kuehnl J, Leist M, Li B, Loskill P, Mendrick DL, Neumann T, Pallocca G, Rusyn I, Smirnova L, Steger-Hartmann T, Tagle DA, Tonevitsky A, Tsyb S, Trapecar M, Van de Water B, Van den Eijnden-van Raaij J, Vulto P, Watanabe K, Wolf A, Zhou X, Roth A
Biology-inspired microphysiological systems to advance patient benefit and animal welfare in drug development
Altex. 12: 0 (2020) doi: 10.14573/altex.2001241 - Arakawa H, Sugiura S, Kawanishi T, Shin K, Toyoda H, Satoh T, Sakai Y, Kanamori T, Kato Y
Kinetic analysis of sequential metabolism of triazolam and its extrapolation to humans using an entero-hepatic two-organ microphysiological system
Lab Chip. 3: 25 (2020) doi: 10.1039/c9lc00884e - Komatsu H, Sakai K, Baba T, Takagi T, Kanamori T
Aggregation behavior of short-chained archaeal phospholipid analogs: Contribution methyl branches to lipid hydrophobicity and membrane formability
Colloid And Interface Science Communications 129: 3827-3832 (2019) doi: 10.1016/j.colcom.2019.100200 - Hirama H, Satoh T, Sugiura S, Shin K, Onuki-Nagasaki R, Kanamori T, Inoue T
Glass-based organ-on-a-chip device for restricting small molecular absorption
J Biosci Bioeng. 127: 641-646 (2019) doi: 10.1016/j.jbiosc.2018.10.019 - Shimoaka T, Sonoyama M, Amii H, Takagi T, Kanamori T, Hasegawa T
Raman Optical Activity on a Solid Sample: Identification of Atropisomers of Perfluoroalkyl Chains Having a Helical Conformation and No Chiral Center
J. Physical Chemistry A 123: 3985-3991 (2019) doi: 10.1021/acs.jpca.8b11613 - Ishida S, Kanamori T
Microphysiological system as a promising technology for drug assay
Nihon Yakurigaku Zasshi. 154: 345-351 (2019) doi: 10.1254/fpj.154.345 - Kise R, Fukumi A, Shioya N, Shimoaka T, Sonoyama M, Amii H, , Takagi T, Kanamori T, Eda K, Hasegawa T
Fluorous Property of a Short Perfluoroalkyl-Containing Compound Realized by Self-Assembled Monolayer Technique on a Silicon Substrate
Bulletin The Chemical Society Japan 92: 785-789 (2019) doi: 10.1246/bcsj.20180356 - Tsukamoto T, Sogo T, Ueyama T, Nakao S, Harada Y, Ihara D, Akagi, Y, Kida YS, Hasegawa K, Nagamune T, Kawahara M*, Kawamura T*
Chimeric G-CSF Receptor-Mediated STAT3 Activation Contributes to Efficient Induction of Cardiomyocytes from Mouse Induced Pluripotent Stem Cells
Biotechnology J. 93: 10 (2019) doi: 10.1002/biot.201900052 - Takahashi H, Yoshino M, Morita K, Takagi T, Yokoyama Y, Kikukawa T, Amii H, Kanamori T, Sonoyama M
Stability of the two-dimensional lattice of bacteriorhodopsin reconstituted in partially fluorinated phosphatidylcholine bilayers
Biochim Biophys Acta Biomembr. 1861: 631-642 (2019) doi: 10.1016/j.bbamem.2018.12.015 - Hayashi Y, Matsumoto J, Kumagai S, Morishita K, Xiang L, Kobori Y, Hori S, Suzuki M, Kanamori T, Hotta K, Sumaru K
Automated adherent cell elimination by a high-speed laser mediated by a light-responsive polymer
Commun Biol. 1: 218 (2018) doi: 10.1038/s42003-018-0222-4 - Shibuta M, Tamura M, Kanie K, Yanagisawa M, Matsui H, Satoh T, , Takagi T, Kanamori T, Sugiura S, Kato R
Imaging cell picker: A morphology-based automated cell separation system on a photodegradable hydrogel culture platform
J. Bioscience And Bioengineering 126: 653-660 (2018) doi: 10.1016/j.jbiosc.2018.05.004 - Mori N, Morimoto Y, Takeuchi S*
Perfusable and stretchable 3D culture system for skin-equivalent
Biofabrication. 11: 011001 (2018) doi: 10.1088/1758-5090/aaed12 - Vandenbon A#, Kumagai Y#, Lin M, Suzuki Y, Nakai K*
Waves of chromatin modifications in mouse dendritic cells in response to LPS stimulation
Genome Biol. 19: 138 (2018) doi: 10.1186/s13059-018-1524-z - Tashiro S, Le MNT, Kusama Y, Nakatani E, Suga M, Furue MK, Satoh T, Sugiura S, Kanamori T, Ohnuma K
High cell density suppresses BMP4-induced differentiation of human pluripotent stem cells to produce macroscopic spatial patterning in a unidirectional perfusion culture chamber
J Biosci Bioeng. 126: 379-388 (2018) doi: 10.1016/j.jbiosc.2018.03.007 - Maruyama K*, Takayama Y, Sugisawa E, Yamanoi Y, Yokawa T, Kondo T, Ishibashi KI, Sahoo BR, Takemura N, Mori Y, Kanemaru H, Kumagai Y, Martino MM, Yoshioka Y, Nishijo H, Tanaka H, Sasaki A, Ohno N, Iwakura Y, Moriyama Y, Nomura M, Akira S, Tominaga M*
The ATP Transporter VNUT Mediates Induction of Dectin-1-Triggered Candida Nociception
iScience. 0: 0 (2018) doi: 10.1016/j.isci.2018.08.007 - Wagatsuma A*, Takayama Y, Hoshino T, Shiozuka M, Yamada S, Matsuda R, Mabuchi K
Pharmacological targeting of HSP90 with 17-AAG induces apoptosis of myogenic cells through activation of the intrinsic pathway
Mol Cell Biochem. 163: 170-182 (2018) doi: 10.1007/s11010-017-3250-3 - Sumaru K, Takagi T, Morishita K, Satoh T, Kanamori T
Fabrication of pocket-like hydrogel microstructures through photolithography
St Matter 14: 5710-5714 (2018) doi: 10.1039/c8sm00865e - Sumaru K, Takagi T, Morishita K, Kanamori T
Photoresponsive Aqueous Dissolution of Poly( N-Isopropylacrylamide) Functionalized with o-Nitrobenzaldehyde through Phase Transition
Biomacromolecules. 19: 2913-2922 (2018) doi: 10.1021/acs.biomac.8b00470 - Hayashi Y, Matsumoto J, Kumagai S, Morishita K, Xiang L, Kobori Y, Hori S, Suzuki M, Kanamori T, Hotta K, Sumaru K
Automated adherent cell elimination by a high-speed laser mediated by a light-responsive polymer
Commun Biol. 0: 0 (2018) doi: 10.1038/s42003-018-0222-4 - Kanamori T, Sugiura S, Sakai Y
Technical aspects of microphysiological systems (MPS) as a promising wet human-in-vivo simulator
Drug Metab Pharmacokinet. 33: 40-42 (2018) doi: 10.1016/j.dmpk.2017.11.006 - Sumaru K, Takagi T, Satoh T, Kanamori T
Photo- and Thermoresponsive Dehydration of Spiropyran-Functionalized Polymer Regulated by Molecular Recognition
Macromol Rapid Commun. 39: 0 (2018) doi: 10.1002/marc.201700234 - Ito N, Katoh K, Kushige H, Saito Y, Umemoto T, Matsuzaki Y, Kiyonari H, Kobayashi D, Soga M, Era T, Araki N, Furuta Y, Suda T, Kida Y, Ohta K*
Ribosome Incorporation into Somatic Cells Promotes Lineage Transdifferentiation towards Multipotency
Sci Rep. 8: 1634 (2018) doi: 10.1038/s41598-018-20057-1 - Ueyama T, Nakao S, Tsukamoto T, Ihara D, Harada Y, Akagi Y, Nakagawa S, Kida YS, Sogo T and Kawamura T*
PTEN/Akt Axis is Involved in Somatic Cell Reprogramming to Mouse iPS Cells
Biomed J Sci & Tech. Res. 11: 5 (2018) DOI: 10.26717/BJSTR.2018.11.002162 - Shimoaka T, Sonoyama M, Amii H, Takagi T, Kanamori T, Hasegawa T
Study of Perfluoroalkyl Chain-Specific Band Shift in Infrared Spectra on the Chain Length
J. Physical Chemistry A 121: 8425-8431 (2017) doi: 10.1021/acs.jpca.7b08940 - Kondo Y, Hattori K, Tashiro S, Nakatani E, Yoshimitsu R, Satoh T, Sugiura S, Kanamori T, Ohnuma K
Compartmentalized microfluidic perfusion system to culture human induced pluripotent stem cell aggregates
J Biosci Bioeng. 124: 234-241 (2017) doi: 10.1016/j.jbiosc.2017.03.014 - Sumaru K, Morishita K, Takagi T, Satoh T, Kanamori T
Sectioning of cultured cell monolayer using photo-acid-generating substrate and micro-patterned light projection
European Polymer J. 121: 16964-16969 (2017) doi: 10.1016/j.eurpolymj.2017.02.021 - Watanabe Y, Miyasaka KY, Kubo A, Kida YS, Nakagawa O, Hirate Y, Sasaki H, Ogura T*
Notch and Hippo signaling converge on Strawberry Notch 1 (Sbno1) to synergistically activate Cdx2 during specification of the trophectoderm
Sci Rep. 0: 0 (2017) doi: 10.1038/srep46135 - Kondo Y, Yada Y, Haga T, Takayama Y, Isomura T, Jimbo Y, Fukayama O, Hoshino T*, Mabuchi K
Temporal relation between neural activity and neurite pruning on a numerical model and a microchannel device with micro electrode array
Biochem Biophys Res Commun. 486: 539-544 (2017) doi: 10.1016/j.bbrc.2017.03.082 - Tamura M, Sugiura S, Takagi T, Satoh T, Sumaru K, Kanamori T, Okada T, Matsui H
Morphology-based optical separation of subpopulations from a heterogeneous murine breast cancer cell line
PloS One. 12: 0 (2017) doi: 10.1371/journal.pone.0179372 - Takayama Y#, Wakabayashi T#, Kushige H, Saito Y, Shibuya Y, Shibata S, Akamatsu W, Okano H, Kida YS*
Brief Exposure to Small Molecules Allows Induction of Mouse Embryonic Fibroblasts Into Neural Crest-Like Precursors
FEBS Lett. 591: 590-602 (2017) doi: 10.1002/1873-3468.12572 - Satoh T#, Sugiura S#*, Shin K, Onuki-Nagasaki R, Ishida S, Kikuchi K, Kakiki M, Kanamori T
A Multi-Throughput Multi-Organ-On-A-Chip System on a Plate Formatted Pneumatic Pressure-Driven Medium Circulation Platform
Lab Chip. 18:115-125 (2017) doi: 10.1039/c7lc00952f