2017 Fiscal Year Annual Research Report
Development of feeder-free fast proliferating culture of human iPS cells with microelastically-patterned hydrogel substrate
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15H03023
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
木戸秋 悟 九州大学, 先導物質化学研究所, 教授 (10336018)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 細胞・組織工学材料 / iPS細胞 / メカノバイオロジー / 弾性基材 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
iPS細胞の高速安定増殖を誘導する弾性場およびラミニン修飾条件の最適設計を目的として、細胞間接着を促進する収束性運動整流化のため同心円状弾性勾配パターニングの作製を検討する過程で、第二年次までにiPS細胞の良質なコロニーを保った安定増殖には実は20-40kPa程度の中程度の基材弾性率が最適である可能性を見出していた。そこで最終年次では、それらの弾性率条件下でのiPS細胞の幹細胞性の定量的評価を進めた。ラミニン固定した弾性率可変スチレン化ゼラチンゲル（5-130 kPa）の上で長期培養したiPS細胞に対して、未分化マーカーとしてOct3/4、SSEA-4の免疫蛍光染色強度のイメージングサイトメトリー解析を行ったところ、30-40kpaのゲル上においてOct3/4の発現が最も高くなることがわかった。さらに興味深いことに、30kPaの領域と200kPaの領域を非一様にパターニングしたゲル基材においては、iPS細胞のコロニーは30kPa領域を目指して移動し（硬→軟への移動）、そこで安定した増殖を示すことが確認された。予備的検討では5kPa領域と30kPa領域をパターニングしたゲル上においては、今後は逆に軟→硬への移動を示しつつ、やはり30kPa領域において安定増殖をしめし、そこでOct3/4の発現がもっとも高まった。これらの結果より、iPS細胞の品質保持・安定増殖には基材の至適弾性率条件が存在するとともに、iPS細胞は自発的に至適弾性領域を指向して移動する性質を有することがわかった。この知見はiPS細胞の局所的集積技術の基盤として、集積させたのちに他の種類の細胞を領域区分的な追加共培養を施すことでiPS細胞を含む異種細胞の機能的局所配置に応用可能であり、オルガノドテクノロジーへの展開も期待される。
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| Research Progress Status |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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