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非侵襲センシングによる細胞シート結合度評価

Research Project

Project/Area Number 11J07758
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Intelligent mechanics/Mechanical systems
Research InstitutionTokyo Women's Medical University

Principal Investigator

田中 信行  大阪大学, 基礎工学研究科, 特別研究員(PD)

Project Period (FY) 2011 – 2013
Project Status Completed (Fiscal Year 2013)
Budget Amount *help
¥2,400,000 (Direct Cost: ¥2,400,000)
Fiscal Year 2013: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2012: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2011: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Keywords非侵襲 / 空気噴流 / 細胞シート / 物性評価 / 移植デバイス / 流体制御 / 細胞培養 / 再生医療 / 非接触 / 機械的性質 / 濡れ性 / 上皮細胞 / パターン化共培養 / 流体操作 / 非侵襲計測 / 弾性計測 / 非接触計測 / 線維芽細胞 / 微小変位計測 / 液体培地操作
Research Abstract

当該研究課題では、細胞シート工学をベースとした再生医療を推進する上で欠かせない、細胞シートの結合度評価手法の構築とその応用について研究を実施した。当該年度は以下の2つの課題を実施した。
1. 口腔粘膜上皮細胞シート空気暴露後の液体培地挙動と粘膜形成解析
当該年度までに構築した空気噴流を用いた結合度評価手法の口腔粘膜シート上皮細胞シートの濡れ性評価への応用性を検討した。空気噴流によって一時的に液体培地を除去した後、再度、細胞シート表面を液体培地が覆う際の挙動を観察し、濡れ回復の速さと細胞シートの組織学的解析結果と比較した。細胞シートは、ラット口腔から採取した粘膜上皮細胞を温度応答性セルカルチャーインサート上で培養し作製した。培養条件として無血清培養系と血清培養系を準備した。実験の結果、無血清培養系の細胞シートでは濡れの回復挙動が遅く、血清培養系では逆に濡れの回復が高速であった。これまでの研究で粘膜形成の有無がその要因であることはわかっていたものの、原因となるタンパク質や遺伝子が不明であった。DNAマイクロアレイによる遺伝子解析の結果、血清培養系では粘膜を構成するmucin4 (MUC4)の発現量が無血清培養系に比べて100倍以上高いことが分かった。この結果をもとに、MUC4に対する細胞シート切片の免疫組織化学を行ったところ、血清培養系の細胞シートの表側のみにMUC4の発現が認められた。以上から、血清の有無に起因するMUC4の発現の違いが細胞シートの濡れ性の違いにつながったと考察している。
2. 細胞シート移植デバイス
当該年度までに構築した空気噴流印加手法を細胞シートの移植デバイスに応用した。本デバイスは、真空吸着によって細胞シートの脱落を抑制し、移植時には空気噴流によって細胞シートを噴射し移植するものである。ミニブタを対象とした実験結果から、本デバイスを用いることで、従来法のPVDF膜での移植と比べて、移植作業にかかる時間を半分以下にできることを明らかにした。

Strategy for Future Research Activity

(抄録なし)

Report

(3 results)
  • 2013 Annual Research Report
  • 2012 Annual Research Report
  • 2011 Annual Research Report
  • Research Products

    (42 results)

All 2014 2013 2012 2011 Other

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 6 results) Presentation (29 results) Remarks (4 results) Patent(Industrial Property Rights) (3 results) (of which Overseas: 1 results)

  • [Journal Article] Control of cell adhesion and detachment on Langmuir-Schaefer surface composed of dodecyl-terminated thermo-responsive polymers2014

    • Author(s)
      Sakuma M, Kumashiro Y, Nakayama M, Tanaka N, Umemura K, Yamato M, Okano T.
    • Journal Title

      Journal of Biomaterials Science, Polymer Edition

      Volume: Vol.25 Issue: 5 Pages: 431-243

    • DOI

      10.1080/09205063.2013.866761

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    • Journal Title

      Cardiac Tissue Engineering Methods and Protocols : Methods in Molecular Biology

      Volume: (印刷中)

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    • Author(s)
      Tadakuma K, Tanaka N, Haraguchi Y, Higashimori M, Kaneko M, Shimizu T, Yamato M, Okano T.
    • Journal Title

      Biomaterials

      Volume: Vol.34 Issue: 36 Pages: 9018-9025

    • DOI

      10.1016/j.biomaterials.2013.08.006

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    • Journal Title

      Biomaterials

      Volume: Vol.34 Pages: 9082-9088

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      Kumashiro Y, Matsunaga T, Muraoka M, Tanaka N, Itoga K, Kobayashi J, Tomiyama Y, Kuroda M, Shimizu T, Hashimoto I, Umemura K, Yamato M, Okano T.
    • Journal Title

      Journal of Biomedical Materials Research Part A

      Volume: 00A Issue: 8 Pages: 1-8

    • DOI

      10.1002/jbm.a.34959

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      計測自動制御学会論文集

      Volume: 5 Pages: 295-301

    • NAID

      10030597605

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      田中信行
    • Organizer
      一般社団法人日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2011(ROBOMEC2011)
    • Place of Presentation
      岡山県,岡山市,岡山コンベンションセンター
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      2011-05-27
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    • Year and Date
      2011-05-10
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Published: 2011-12-12   Modified: 2024-03-26  

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