2017 Fiscal Year Annual Research Report

On Chip Purifyication of hiPSC-derived Cells Using a Fishnet-like Mircofluidics

Research Project

Project/Area Number	15K13911
Research Institution	Osaka University
Principal Investigator	劉莉大阪大学, 医学系研究科, 特任准教授(常勤) (50380093)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	南一成大阪大学, 医学系研究科, 特任准教授(常勤) (40362537)
Project Period (FY)	2015-04-01 – 2018-03-31
Keywords	マイクロ流体デバイス / 細胞分離精製
Outline of Annual Research Achievements	ヒト幹細胞由来の細胞製品を用いた再生医療技術において、残存する未分化細胞や目的以外の細胞の混在等の問題が存在し、それらの細胞を除去せず移植へ用いると、腫瘍の形成や、目的細胞の機能低下の恐れがある。現在、細胞分離法として、フローサイトメトリーが広く利用されているが、高速流体内で細胞にレーザーを当てることから、細胞への光学的・機械的ダメージが課題である。また、近年マイクロ流体デバイスを用いた細胞処理が多く提案されているが、細胞へのダメージに関しては明らかになっておらず、細胞を研究する研究者からはマイクロデバイスに対する疑問もある。そこで、本研究は、マイクロ流路における細胞へのダメージを世界に先駆けてヒトiPS細胞由来の細胞に対して明らかにし、その知見を元に流体中の細胞挙動を解析する連成解析を用い、ヒトiPS由来細胞の機械的特性は他種類の細胞と異なることを考慮したデバイスの内部構造の最適化を実現し、細胞にダメージを与えない非侵襲的かつ高効率に細胞を選別・精製・回収可能な分離原理を考案する。過去の2年間において、マイクロ流路内構造における細胞へのダメージを明らかにするとともに細胞と流体の連成解析ソフトウェアを用いて、デバイスのなかの細胞軌跡のシミュレーションを行い、流体デバイスの内部構造をダメージがなく、実際のヒトiPS細胞由来の目的さいぼうと混在るる細胞を回収および分離することを最適化した。その結果、各種類の細胞に適切なデバイスの作製条件を見出した。さらに、心筋細胞と混在している未分化細胞や繊維芽細胞なおd、４種類の細胞集団の分離を実現することに成功した。最終年において、見出した最適化条件で作製したデバイスの安定性と再現性を確認して、デバイスの改善を行った。今後の新規細胞単離装置への実用化を期待している。