カラーインクジェットプリンターによる成長因子アレイの作製

• Project/Area Number: 14654174
• Research Category: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: 動物生理・代謝
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 松田 良一 東京大学, 大学院・総合文化研究科, 助教授 (90165837)
• Project Period (FY): 2002 – 2004
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2004)
• Budget Amount: ¥3,400,000 (Direct Cost: ¥3,400,000); Fiscal Year 2004: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000); Fiscal Year 2003: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000); Fiscal Year 2002: ¥1,400,000 (Direct Cost: ¥1,400,000)
• Keywords: 成長因子 / 培養細胞 / 細胞分化 / パターニング / 筋細胞 / 幹細胞 / 細胞成長因子 / カラーインクジェットプリンター

Research Abstract

成長因子アレイを作製する際、細胞がアレイの大きさや形状により増殖や分化に影響を受ける可能性が考えられる。そこで、カラーインクジェットプリンターを用い細胞接着成分であるゲラチンを線状にプリントし、その上で骨格筋細胞C2C12を培養し、細胞増殖率、形成された筋管細胞とゲラチン線とのなす角度、分化制御因子マイオジェニンの発現率、分化指標である横紋筋型ミオシン重鎖の発現率、休眠期にある筋衛星細胞の出現率等について検討した。分化制御因子マイオジェニンの発現率および分化指標である横紋筋型ミオシン重鎖の発現率は、抗マイオジェニン抗体(F5D)あるいは抗横紋筋型ミオシン重鎖抗体(MF20)を用い、Hoechst33258による全細胞数あたりの陽性細胞数を傾向顕微鏡により求めた。休眠期にある筋衛星細胞の出現率は、Nagataら(2005)の方法にしたがい、ライセニン&抗ライセニン抗体を用い、蛍光抗体により求めた。
その結果、ゲラチン線の幅が50ミクロン、線同士の間隔が80ミクロン以上の場合において、プリントしたゲラチン線の方向に筋管細胞の形成が認められた。しかし、細胞の増殖率には有意な差は認められなかった。分化指標である横紋筋型ミオシン重鎖と分化制御因子マイオジェニンの発現率は線上の細胞の方がゲラチン全面塗りした対照実験のものより有意に低下していた。それと対照的に、休眠期にある筋衛星細胞の出現率は増加していた。これは、細胞の分化制御が成長因子や細胞数などだけでなく、細胞が生育する領域の形状によっても影響を受けることを示唆している。今後、この観点を重視しながら、さらに成長因子アレイの官製を目指して行きたい。
本斫究は2004年12月にサンフランシスコにて開催された第44回米国細胞生物学会にて注目発表"HotPick"に選ばれた。さらに本研究は、インクジェットプリンターによる細胞生物学の新しい展開として、Science 305:1895(2004)において紹介され、2005年3月に米国サウスカロライナ大学医学部で開催された「第2回バイオプリンティング・バイオパターニング ワークショップ」においても高い評価を得た。

Research Products

• [Journal Article] Cloning of cDNA encoding a regeneration-assoxiated muscle protease (2004)
  • Author(s): Nakayama, Y., et al.
  • Journal Title: Amer.J.Pathol. 164 Pages: 1773-1782
• [Journal Article] ナンセンス突然変異型の遺伝性疾患は抗生物質で治療できるか? (2004)
  • Author(s): 塩塚政孝 ら
  • Journal Title: ゲノム医学 4 Pages: 53-57
• [Journal Article] In vitro muscle fiber formation on patterned gelatin stripes printed by a (2004)
  • Author(s): Mitsutake, R., Matsuda, R.
  • Journal Title: Mol.Biol.Cell suppl
• [Journal Article] 筋ジストロフィーの病態に応じた薬物治療の可能性 (2004)
  • Author(s): 塩塚政孝 ら
  • Journal Title: 臨床神経学雑誌 44 Pages: 908-910
• [Journal Article] カラーインクジェットプリンタを用いた成長因子アレイの作製 (2004)
  • Author(s): 松田 良一
  • Journal Title: バイオニクス 1 Pages: 72-73
• [Journal Article] In vitro muscle fiber formation on patterned gelatin stripes printed by a (2004)
  • Author(s): Mitsutake, R., Matsuda, R.
  • Journal Title: Zool.Sci. 21 Pages: 1279-1279
• [Publications] Arakawa, M. et al.: "Negamycin restores dystrophin expression in skeletal and cardiac muscles of"J.Biochem.. 134. 751-758 (2003)
• [Publications] Arakawa, M. et al.: "Negamycin-therapy in skeletal and cardiac muscles of mdx mice."Basic Appl.Myol.. 13. 313-320 (2003)
• [Publications] Watanabe, K. et al.: "Growth factor array fabrication using a color ink jet printer."Zool.Sci.. 20. 429-434 (2003)
• [Publications] 松田良一: "ナンセンス取る全変異が原因の筋ジストロフィーに対する薬物治療の可能性"日本先天代謝異常学会誌. 19. 9-13 (2003)
• [Publications] 松田良一, 荒川正行: "筋ジストロフィーに対する薬物治療ーゲンタマイシンとネガマイシン"医学の歩み. 204. 183-188 (2003)
• [Publications] 荒川正行, 松田良二: "抗生物質によるナンセンス突然変異型遺伝子病の治療"モレキュラーメディシン. 39. 1430-1436 (2003)
• [Publications] Watanabe K., Miyazaki, T., Matsuda, R.: "Fabrication of growth factor array by the use of color ink jet printer"Zoological Science. (In press). (2003)