| Project/Area Number |
19J23654
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 国内 |
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| Review Section |
Basic Section 20020:Robotics and intelligent system-related
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
公文 広樹 名古屋大学, 工学研究科, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2019-04-25 – 2022-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2021)
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| Budget Amount *help |
¥2,500,000 (Direct Cost: ¥2,500,000)
Fiscal Year 2021: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2020: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2019: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
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| Keywords | マイクロ流体チップ / バイオリアクター / μ-TAS / シクロオリフィンポリマー / 三次元マイクロ流路 / 血小板 / MEMS / µTAS |
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| Outline of Research at the Start |
輸血用の血小板を人工的に作製することを目的として，現在，iPS細胞から巨核球を作製し，巨核球から血小板を産生する研究が行われている．しかし，人工的な血小板産生では1巨核球当たりの血小板産生数が少なく，1巨核球あたりの血小板産生数を向上させる必要がある．血小板産生数と乱流エネルギーは相関関係があることが報告されているが，詳細に解明されていない．そこで本研究では，安定な環境かつ顕微鏡上で観察可能という利点を持つマイクロ流体チップ中で，巨核球に2軸の速度変動を印加することで高い乱流エネルギーが発生できる血小板産生モニタリングシステムの構築を行う．
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| Outline of Annual Research Achievements |
血小板産生のためのバイオリアクターは産生効率が重要であるが，一方で物理的刺激による血小板産生過程の可視化も血小板産生の形態検討には重要である．従来はガラス-Si-ガラスの3層構造からなるマイクロ流体バイオリアクターでの血小板産生のタイムラプスモニタリングを行った．しかし，血小板産生を詳細に観察することには課題がある．不透明なSi層があるため透過光で血小板産生の様子を観察することができないため，モニタリングには蛍光観察を行った．血小板産生を蛍光で明確に観察するためには，5 sの露光時間が必要であった．5 sの間に巨核球の形態が大きく変化したため，断片化した位置を詳細に確認することが困難であった．そのため，血小板の断片化部位の詳細な形状を蛍光観察により高サンプリングレートで観察することは困難であった．物理的刺激による血小板産生のリアルタイム可視化はまだ確立されておらず，最適化されていないため，血小板産生の動的形態の研究は乏しい．このような状況から，血小板産生を観察するためには透明なマイクロ流体バイオリアクターが望まれる．そこで，シクロオリフィンポリマー(COP)を用いた透明なマイクロ流体バイオリアクターを提案した．測定したCOPの引張接着強度を考慮して，三次元マイクロ流路を設計した．提案したマイクロ流体バイオリアクターを用いて明視野下での血小板産生の観察に成功し，血小板前駆細胞の狭い領域で血小板が断片化していることを観察した．ヒトiPS細胞由来の巨核球を用いた血小板産生の結果，ガラス-Siガラス製のマイクロ流体バイオリアクターと同等であることが確認された．これらの結果から，提案した透明で剛性の高いマイクロ流体バイオリアクターは，オンチップ血小板産生評価のためのテストベンチとして適用できることを確認した．
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| Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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