2015 Fiscal Year Annual Research Report
Cell-fusion-based single-cell surgery and its application to epigenetic studies
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15H02009
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
鷲津 正夫 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (10201162)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
オケヨ ケネディオモンディ 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 助教 (10634652)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | マイクロ・ナノデバイス / 移植・再生医療 / 静電気 / 細胞融合 / バイオナノテクノロジー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
申請者らは，微細加工技術により作られた細胞核の直径より小さいオリフィスをはさんで細胞融合を行い，融合した細胞の間で，核内の遺伝子の移動を伴わずに，細胞質中の因子や細胞膜チャネル等を移植するという独創技術を開発した。本研究では，特に，「腫瘍細胞と樹状細胞を一旦融合し，その後に再分離することにより，腫瘍細胞の遺伝子自体は腫瘍細胞の中に閉じ込めたまま，腫瘍細胞の持つ細胞内/細胞表面抗原を樹状細胞へと移植し，樹状細胞の抗原提示能を利用して，免疫療法の細胞ワクチンとして用いる」という遺伝子混合をともなわないエピジェネティックな新しい細胞機能修飾法について，基礎過程を解明するとともに，品質の評価法について研究を行った。さらに，この1細胞間移植手術の，細胞初期化・分化や，細胞機能制御への応用について研究を行った。
腫瘍細胞と樹状細胞の融合に関しては数割の収率で行えるようになったが，細胞質移植を受けた樹状細胞の生存性が低いことが現在の問題となっている。これが，樹状細胞に移植される細胞質の量によるものか否かについて今後研究を行う予定である。
また，これらとこれとあわせて，体細胞とES細胞の融合による体細胞の初期化というエピジェネティックな細胞機能修飾法に関しても研究を行った。その結果，現在の所，再現性は低いが，実際に初期化が生ずる例が数例観察され，1例はタイムラプス観察により初期化までの過程を追跡することができた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
初期の目的である腫瘍細胞と樹状細胞の融合による細胞ワクチンの製作過程の研究については，融合とその後の細胞質移植については数割の収率で行えるようになったが，細胞質移植を受けた樹状細胞の生存性が低いことが現在の問題となっている。
体細胞とES細胞の融合後培養法の最適化の過程において、ES細胞の持つ初期化因子によって体細胞が初期化されるという過程の経時観察に成功した。そこで，この現象の本質を見極めるべく、融合細胞の初期化の高収率化のための培養法の確立と、初期化過程における核の挙動の観察を行う必要が生じた。このため，研究費の一部を次年度に繰り越して続行してこの点を追求することにした。
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| Strategy for Future Research Activity |
体細胞とES細胞の融合により、ES細胞の持つ初期化因子によって体細胞が初期化される過程の経時観察に成功した。そこで，この現象の再現性やメカニズムを見極めるべく、融合細胞の初期化の高収率化の培養法の確立と、初期化過程における核の挙動の観察を行う必要が生じた。このため，研究費の一部を次年度に繰り越してこの点を追求する。また，初期の目的である腫瘍細胞と樹状細胞の融合による細胞ワクチンの製作過程の研究については，融合とその後の細胞質移植の高収率化と，細胞質移植を受けた樹状細胞の生存性の改善に取り組む。
これらの研究を通じて，申請者らの独創技術である，電界集中を用いた高収率細胞融合法を用い，細胞内/細胞表面抗原を樹状細胞に移植するという，いわば大量並列化可能な1細胞手術を用いて，遺伝子汚染のない免疫活性化細胞を得るという，マイクロ・ナノテクノロジー/応用静電気工学/バイオチップ技術などの学際分野の協調の上に立った新規医療関連技術を開拓していく。
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