Research on iPS cell culture using silk nanofiber 3D structures fabricated by AI-controlled technology
| Project/Area Number |
20K05629
|
|---|
| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
|
| Allocation Type | Multi-year Fund |
|---|
| Section | 一般 |
|---|
| Review Section |
Basic Section 35020:Polymer materials-related
|
|---|
| Research Institution | University of Fukui |
|---|
Principal Investigator |
山下 義裕 福井大学, 繊維・マテリアル研究センター, 教授 (00275166)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
朝倉 哲郎 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 名誉教授 (30139208)
田上 秀一 福井大学, 繊維・マテリアル研究センター, 教授 (40274500)
田代 孝二 公益財団法人科学技術交流財団(あいちシンクロトロン光センター、知の拠点重点研究プロジェクト統括部), あいちシンクロトロン光センター, 上席研究員 (60171691)
藤田 聡 福井大学, 学術研究院工学系部門, 教授 (60504652)
佐田 政隆 徳島大学, 大学院医歯薬学研究部(医学域), 教授 (80345214)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2025-03-31
|
| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
|
| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2024: ¥390,000 (Direct Cost: ¥300,000、Indirect Cost: ¥90,000)
Fiscal Year 2023: ¥390,000 (Direct Cost: ¥300,000、Indirect Cost: ¥90,000)
Fiscal Year 2022: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
|
|---|
| Keywords | ナノファイバー / エレクトロスピニング / シルク / ウレタン / ３次元培養 / シルクナノファイバー / 細胞培養 / 3次元足場 / 3次元 |
|---|
| Outline of Research at the Start |
細胞培養や人工臓器の骨格としてのNF3D構造体はいまだに完成したテクノロジーにはなっていない．その理由の一つはNF作製の条件パラメーターが多すぎて最適条件を絞り込めないことである．もう一つは電荷を帯びたNFはできるだけ電荷を逃がすために平面に薄く広がる傾向があることである．本研究ではAIの技術で連続してNFの形成を監視制御し，より早く最適な作製条件を見つけることで3D構造体をつくるための手法を確立し，これを用いて人工血管形成に必要な皮細胞(, 平滑筋細胞および 線維芽細胞 の3D培養，マウスES細胞，ヒトiPS細胞におけるコロニー形成，3D構造体を用いた実用の細胞培養を目指す．
|
| Outline of Annual Research Achievements |
シルクナノファイバーを使用して３次元構造体を作製し、その細胞培養性能を評価しています。シルクでは繊維径を変えることができないため、ポリプロピレン（PP）をメルトブロー法で作成し、Vero細胞を用いて細胞培養速度を検討しました。結果からは、繊維径がより細いほど細胞の増殖能が高まることが分かりました。この結果から、シルクナノファイバーにおいても繊維径が300nmであることが最も適していると推測されました。
シルク単体では凍結時の強度が不足するため、シルクとウレタンを組み合わせた溶液からナノファイバーを紡糸することで、この問題を改善できることが分かりました。シルクナノファイバー単独ではガラス転移温度が存在しないため、凍結状態での取り扱いには注意が必要です。しかし、シルクナノファイバーにウレタンを組み合わせることで、低温での凍結時にナノファイバーが割れることはなくなり、細胞と一緒に凍結させた場合でも細胞の生存確率が向上しました。また、凍結解凍後の細胞の生存率も、シルクナノファイバー単独よりも向上しました。このことからシルク/ウレタン複合ナノファイバーからなる不織布の足場材を3次元構造にすること、ナノファイバーを配向させて積層することでさらなる細胞の増殖性、ならびに凍結融解後の細胞の生存率の向上の確認を引き続き行う。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
５年計画を３年が終了した。３次元培養のための足場をつくることが順調に進んでいる。
|
| Strategy for Future Research Activity |
ワクチン開発のためのVero細胞に最適な３次元培養条件を確立するとともに、複数の細胞を用いて培養速度を検証する。
|
Report
(3 results)
Research Products
(3 results)
