集積回路への細胞固定による生体反応の制御と検出

Research Project

Project/Area Number	22K19917
Research Category	Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
Allocation Type	Multi-year Fund
Review Section	Medium-sized Section 90:Biomedical engineering and related fields
Research Institution	Kyoto University
Principal Investigator	樋口ゆり子京都大学, 薬学研究科, 准教授 (40402797)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	新津葵一名古屋大学, 工学研究科, 准教授 (40584785)
Project Period (FY)	2022-06-30 – 2024-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help	¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000) Fiscal Year 2023: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000) Fiscal Year 2022: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
Keywords	細胞 / 集積回路 / クリック反応
Outline of Research at the Start	細胞を治療薬放出および生体反応の受信が可能なマシンとみなし、集積回路との結合体を作製し、生体内へアクションを起こし、その結果を検出する、生体との双方向のコミュニケーションを実現するマシンを作製する。細胞の設計および作製（樋口）、細胞との親和性のある集積回路の開発（新津）が出合うことで新しい細胞治療の概念を確立する。
Outline of Annual Research Achievements	本研究では、①細胞の作製、②集積回路の作製、③細胞の固定法の確立、④細胞―集積回路結合体の機能評価、の４つを行う。本年度は①③を中心に行った。発信および受信する細胞の構築：Wangらによって開発された光照射（460 nm）で転写が活性化される人工転写調節因子（Nat Methods 9, 266-269, 2012）を利用し、転写調節因子が結合するUAS配列の下流に蛍光タンパク質またはルシフェラーゼの発現配列を配したベクターを構築した。NFkB結合配列の下流に蛍光タンパク質の発現配列を配したベクターを作製した。後者のベクターをトランスフェクションした細胞に、LPSまたはTNFを添加すると蛍光タンパク質の発現が認められた。細胞固定法の確立：ガラス基板上にNH2とDBCO-polyethylene glycol (PEG)-NHSを反応させ、NH2とNHSの結合によりDBCOをコーティングした。アジト糖を用いた代謝標識法により細胞膜にアジド基を表出させ、アジド基とDBCOの反応により集積回路上に細胞を固定できた。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 細胞側の準備が予定通りに進んだ。
Strategy for Future Research Activity	まずは、細胞の機能制御の確認と集積回路の作製を並行して、最終的に集積回路での細胞機能制御および細胞機能センシングを行う。