2017 Fiscal Year Annual Research Report
Methods for quantitatively analyzing, understanding and controlling behavior of heterogeneous cells in a tissue
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15K06580
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| Research Institution | Osaka Institute of Technology |
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Principal Investigator |
長森 英二 大阪工業大学, 工学部, 准教授 (70394898)
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2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 組織工学 / 三次元組織 / 細胞遊走 / 骨格筋 / 細胞シート / 血管内皮細胞 / 間葉系幹細胞 / 共培養 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
複雑組織の製造を可能にする次世代型組織工学を切り拓くためには、異種細胞を混ぜ合わせた細胞集塊内を観察し、個々の細胞種の遊走や接着に起因する自律的な棲み分け現象（自己組織化）を理解・操作する手法論が必要となる。本研究では一昨年度までに、積層細胞シートを可視性に優れた薄い（厚み100um未満の）板状集塊として使用することで、共焦点レーザー走査型顕微鏡にて三次元的な解像度を保ったまま、経時的に観察が可能である（4次元観察）ことを示し、観察ターゲットとする細胞の集塊内の動的な挙動を定量的に明らかにする画像処理システムについても報告した。昨年度は、骨格筋筋芽細胞組織内における線維芽細胞、血管内皮細胞、横紋筋肉腫由来RD細胞の挙動を明らかにした。
本年度はこれまでの知見を活かし、組織内に形成した血管内皮細胞ネットワークの挙動を制御・維持する操作法を確立することを試みた。まず積層構造が薄すぎると血管内皮細胞はネットワーク構造を作る前に組織外部に漏れ出て行ってしまうため、組織の厚みを十分に確保することは重要である。また血管内皮細胞の存在頻度（組織内濃度と近接度）を十分に確保しなければネットワーク構造は形成できない。以上の指針に沿った場合においても、十分なサイトカインを含む培地環境が無ければ内皮細胞同士の接着は維持できずネットワーク構造は崩壊に至り、bFGFといったサイトカインの添加は内皮接着の維持に有効であった。サイトカインを添加せず、積層シート中層部に動きが緩慢な間葉系幹細胞シートを挿入することで、血管内皮細胞ネットワークから内皮細胞が離脱・ネットワーク崩壊に至る現象を抑制できた。
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