酒井 康行教授
大学院工学系研究科 化学システム工学専攻
SDGs
連携提案
この研究室では、再生医療や薬・化学物質等のヒト影響評価（細胞アッセイ）への利用を目指し、幹細胞や臓器由来細胞を様々なスケールで培養・組織化する研究を行っている。物質交換を確保しながら細胞の階層的三次元化を行ったり、最新の生物学医学的知見や工学的技術を融合利用したりする上で、化学システム工学の方法論や考え方に強固な基礎を置き、教育研究を行っている。
現在以下のような研究テーマに取り組んでおり、この応用に意欲と興味のある企業・団体との連携が可能である。
研究テーマ
・幹・前駆細胞の効率的増幅・分化スケールアップ
・再生医療のための肝・膵・腎の組織工学
・培養臓器モデルの開発とハザード評価への利用
事業化プロポーザル
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動物実験代替を目指したヒト培養細胞系を用いた医薬の評価デバイスの開発医薬や化学物質の評価において、動物を用いない実験法の開発が望まれており、欧米では動物保護団体の圧力で研究開発が止まることも起こっている。また、ヒトとマウス・ラットやイヌでは反応や代謝が異なるため、系統が近い高価なサルで薬効や毒性を確認する場合も多い。 この研究室では、「人体システムの工学的な再構築」を目標として、ヒト臓器細胞培養を基本技術とし、疾患治療から診断、環境応答評価などに役立つ新規システム・デバイスを開発している。 具体的には、腸管や肺、肝臓などの細胞・組織を組み合わせて、物質動態（吸収・分布・代謝・排泄）が解析可能なin vitroの模擬的オンチップ型人体系の開発を目指している。この中で、物質やガスが透過できる膜素材や細胞が立体的に組織化できる担体、並びに血管系と循環系などを備えたミクロ・デバイスを生産技術研究所の藤井研究室、立間研究室と共同で開発した。 -
生体吸収性が高い再生臓器の培養担体基材の開発iPS細胞技術によって患者自身の幹細胞をin vitroで分化誘導して、種々の疾患の治療に用いる再生医療の試みが現実化している。しかし、幹細胞を増殖させながら、目的の臓器に分化させて生体に移植するには、増殖因子や分化誘導因子による増殖・分化制御技術に加え、異種細胞との接触の場、並びに酸素・栄養を供給する血管を提供して臓器形状を保持する三次元構造の基材や培養装置の開発も必須と考えられている。 この研究室では、臓器前駆細胞の増殖分化制御と，生体吸収性が高い樹脂担体の三次元造型を組み合わせて、「人体システムの工学的な再構築」を研究している。この中で、ポリ乳酸やポリカプロラクトンなどの生分解性ポリマーを基材とし、毛細血管に見立てた多孔質の三次元担体を構築（生産技術研・新野俊樹准教授らと共同）した。これを用いて肝臓の前駆細胞を立体的かつ高密度に増殖させ、アルブミン合成などの肝実質細胞の機能を発揮させることに成功した。
