国立先进产业技术研究所 [主席：石村和彦]（以下简称“AIST”）细胞和分子工程研究部[研究主任：Reki Miyazaki] 干细胞生物技术研究组 Yasuyuki Kida，研究组组长，Nobuhito Mori，研究员 Yuka Akagi，研究员，Yuzo Takayama 主要研究员开发了一种技术，人工创建具有类似于实际器官的血管的组织。
本次可以连接液泵的组织培养装置中，构成组织和血管基础的细胞以及胶原蛋白（组织凝胶)混合在一起培养，大血管(主要血管) 和由此分支的毛细血管。通过使培养液流经血管，可以通过供应氧气和营养物质来维持大的组织，以及使待测试的药物流动。该技术有望为药物发现和再生医学领域做出贡献。
该技术的详细信息将于 2020 年 4 月 14 日（英国夏令时间）公布科学报告发表在杂志上。
这次使用的组织培养装置和带有人造血管的人造组织
在药物开发、再生医学和癌症研究等领域，将细胞和组织凝胶结合起来模仿人体器官和肿瘤的人造组织。3D 组织''正在引起注意。 3D组织有望在医学测试、替代丢失的器官和组织以及测试抗癌药物方面得到应用。然而，在这些三维组织中创建能够像真实组织中的动脉一样泵送液体的大血管（主血管）以及从它们分支的毛细血管是很困难的。因此，很难制造出大而厚的三维组织来有效地供应氧气和营养物质来治疗失去的器官和组织，或者在三维组织内注射药物进行药物测试。
AIST 是干细胞之类的研究我们一直在推进新功能细胞的生产、三维组织的开发、培养设备和医疗设备的开发及其应用的研究和开发。这次，我们利用迄今为止研发的技术，致力于开发一种血管制造技术，以解决三维组织面临的挑战。
这项开发得到了日本学术振兴会的拨款 (18K14102) 和日本医学研究开发机构委托的项目“了解形成保护罩并逃避免疫监视的癌症微环境并开发医疗种子（2018-2020）”的支持。
这次，AIST开发了一种方法，使用独立开发的组织培养装置，在三维组织中创建与实际器官相似的主要血管和毛细血管（图1）。负责器官的功能实质细胞，血管来源血管内皮细胞, 帮助形成血管间充质干细胞在培养皿中，他们将其与胶原蛋白混合，然后倒入培养装置中以创建三维组织。拔出先前嵌入该三维组织中的针以形成隧道，通过培养装置的通道将血管内皮细胞倒入该隧道中。通过培养隧道约2小时，血管内皮细胞粘附并覆盖隧道壁，形成主要血管。然后，通过在培养液流过培养装置的同时培养细胞，促进了主要血管周围血管内皮细胞的活性，导致它们形成毛细血管。另外，认为血管内皮细胞通过来自培养液的氧和营养物的供给以及来自流动的刺激而被活化。当培养基在培养装置中流动时，以这种方式创建的三维组织可以维持大约一周。
图1如何使用组织培养装置创建主要血管和毛细血管
当我们在显微镜下观察在流动培养基的同时培养的三维组织时，我们观察到毛细血管从主要血管中分支出来（图2）。此外，通过使用来自肝脏的细胞（肝细胞和肝癌细胞）作为实质细胞，我们将能够在组织中表达指示肝功能的蛋白质并提高药物疗效。新陈代谢通过改变细胞类型和设备形状，这项技术不仅可以模仿肝脏，还可以模仿胰腺和大脑等各种器官的一部分，以及胰腺癌和脑肿瘤。由此认为，它可以用于药物开发试验和抗癌药物的评价。另外，iPS 细胞，有望用于再生医学中移植组织的生产。
图2 主要血管和毛细血管的观察图像
未来，我们将创建更大的组织（器官）并在癌症模型中评估抗癌药物。此外，我们还将利用iPS细胞来源的细胞来大量生产和改善组织的功能，并利用各种其他类型的细胞作为材料来制造大脑、胰腺和小肠。
促进培养装置的改进，以支持主要血管，实现稳定的长期组织培养支架来构建各种形状的三维组织。并改变设备的尺寸和形状。