遺伝子導入による細胞設計と生体分子固定化による材料設計を総合した細胞培養系の構築

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11558108
• Research Institution: The University of Tokushima
• Principal Investigator: 伊藤 嘉浩 徳島大学, 工学部, 教授 (40192497)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 小出 隆規 徳島大学, 工学部, 講師 (70322253)
• Keywords: 成長因子固定化 / ヘパリン固定化 / ゼラチン固定化 / 光リソグラフィ / 細胞成長 / 細胞分化 / 細胞培養系 / バイオマテリアル

Research Abstract

今年度は、生体分子の傾斜マイクロパターン状固定化を行い、細胞(一部、遺伝子導入細胞)の成長、分化、移動について検討した。
ヘパリンの傾斜マイクロパターン固定化:ヘパリンにアジドアニリンを反応させ、光反応性のヘパリンを得た。これを、ポリスチレン基板上に塗り、乾燥した後、光マスクで覆い、紫外線を照射した。光透過部分の光反応ヘパリンがマイクロパターン状に固定化された。まず100μm幅のストライプ状に固定化して、繊維芽細胞成長因子存在下でマウス繊維芽細胞を培養すると、ヘパリン固定化領域でだけ細胞の成長が観測された。また、ヘパリンを傾斜マイクロパターン状に固定化した基板上ではヘパリン濃度が高い領域ほど成長が促進されることがわかった。
上皮成長因子(EGF)の傾斜マイクロパターン固定化:ヘパリンと同様の方法で傾斜マイクロパターン状に固定化した。EGFレセプター遺伝子を導入して過剰発現させたチャイニーズ・ハムスター・卵母細胞をこの上で培養すると、EGF固定化濃度の高い領域で顕著な細胞成長が観測された。また、PC12細胞を培養したところ、濃度の低い領域でも神経突起を形成し、分化が誘導されることがわかった。固定化EGFからの刺激は非常に少なくても充分に分化刺激を伝達していることがわかった。
ゼラチンの傾斜マイクロパターン固定化:細胞接着蛋白質ゼラチンについても同様の方法で傾斜マイクロパターン固定化を行った。そして細胞の移動をビデオ観察した。しかし、細胞は、ストライプに沿って紡錘状に形態変化し、濃度差を感知して移動することはなかった。ストライプの間隔による濃度差ではなく、徐々に傾斜をつけた表面の調製をする必要があることがわかった。

Research Products

• [Publications] Y.Ito: "Micropattern immobilization of polysaccharide"J.Inorg.Biochem.. 79. 77-81 (2000)
• [Publications] Y.Ito: "Photolothographic synthesis of intelligent mictogels"J.Intel.Mater.Sys.Struct.. 10. 541-547 (2000)
• [Publications] Y.S.Park,Y.Ito: "Micropattern-immobilization of heparin to regulate cell growth with fibroblast growth facter (FGF)"Cytotechnology. 33. 117-122 (2000)
• [Publications] G.Chen,Y.Ito,S.Masuda R.Sasaki: "Growth secretion of erythropoietin of chinese hamster ovary cells coexpressing epidermal growth factor recepter and erythropoietin gense-design of cells for cell culture matrix-"Cytotechnology. (印刷中). (2001)
• [Publications] 小出隆規,伊藤嘉浩: "ジャクスタクリン刺激-細胞接着刺激と細胞成長刺激の狭間-"生化学. 72. 1259-1263 (2000)
• [Publications] 伊藤嘉浩: "細胞に情報伝達できるバイオ新素材"蛋白質・核酸・酵素. 45. 20-25 (2000)
• [Publications] 伊藤嘉浩: "「動物細胞工学ハンドブック」動物細胞工学会編"細胞成長因子固定化材料を用いた無血清細胞培養. 300 (2000)