2001 Fiscal Year Annual Research Report
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12878167
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| Research Institution | Japan Advanced Institute of Science and Technology |
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Principal Investigator |
西坂 剛 北陸先端科学技術大学院大学, 材料科学研究科, 教授 (40101084)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
宮本 裕一 新エネルギー・産業技術総合開発機構, NEDOフェロー (00313718)
脇田 政嘉 北陸先端科学技術大学院大学, 材料科学研究科, 助手 (40324131)
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| Keywords | レーザ光誘起応力波 / 細胞内物質導入 / 遺伝子導入 / permeabilization / 着色微小球 / Flow cytometry / GFP / hydroxyapatite |
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| Research Abstract |
本研究において我々は,(1)着色微小球(直径1μm,青色)あるいは(2)hydroxyapatiteを細胞膜表面に付着させ,パルス波レーザ光誘起応力波(Laser induced stress wave : LISW)の効果を細胞膜上に限局するモデルを提案し,細胞のtransient permeabilityおよび遺伝子導入効率を評価することで,本モデルの有効性を検証した.実験はマウスリンパ腫由来の細胞を対象として行われ,Nd : YAGレーザ(Spectra Physics GCR-150,パルス半値全幅7-9ns,繰返し周波数10Hz)の第二高調波532nmを用いた.Permeabilizationの評価は,照射後の細胞をPropidium IodideおよびFluorescein diacetateにて染色し,Flow cytometerにより生・死細胞および膜透過性を示す細胞を検出した.導入plasmid DNAにはpEGFP-Fを用い,同様にFlow cytometerにより遺伝子発現細胞を定量した.レーザ光照射直後において,膜透過性を示す細胞の割合は照射パワー密度,照射時間および微小球添加量に依存して変化し,膜透過性はレーザ光照射後50分間持続した.61%の細胞が膜透過性を示したとき,死細胞は13%であった.一方,plasmid DNAの導入試験では,レーザ光照射群においてGFPの発現が認められ,その蛍光強度は非レーザ照射群の20倍に達した.細胞表面または近傍の微小球あるいはhydroxyapatiteから発生するLISWが細胞膜の透過性を高めたものと考える.本手法はレーザ光のパワー密度により細胞のPermeabilizationの程度を制御することが可能であり,遺伝子を含むmacromoleculeの細胞内導入に利用できるものと考えられる.
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Research Products
(4 results)
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[Publications] 梅林志浩, 西坂剛: "パルス波レーザーを用いた細胞内インジェクション法の開発"医用電子と生体工学秋季特別号. 38. 137 (2000)
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[Publications] 梅林志浩, 宮本裕一, 脇田政嘉, 西坂剛: "動物細胞トランスフェクションへのパルス波レーザーの応用"医用電子と生体工学特別号. 39. 373 (2001)
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[Publications] 上田晋太郎, 梅林志浩, 宮本裕一, 脇田政嘉, 西坂剛: "亜鉛プロトポルフィリンIXの生合成 レーザー誘起応力波を用いた亜鉛イオンの細胞内導入"Proceedings of the Fourth Symposium on Accelerator and Related Technology for Application. 75-76 (2001)
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[Publications] 梅林志浩, 宮本裕一, 脇田政嘉, 西坂剛: "パルス波レーザーおよびマイクロスフィアを用いた新規drug Delivery Systemの開発"日本レーザー医学会総会抄録集. 22・3. 218 (2001)
