2017 Fiscal Year Annual Research Report
超並列単一細胞操作技術に基づく均一・安定細胞集団構築システムの開発
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16H06074
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| Research Institution | Toyohashi University of Technology |
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Principal Investigator |
永井 萌土 豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 講師 (00580557)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | レーザーアブレーション / 衝撃波 / 細胞内デリバリ / マイクロコンタクトプリンティング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
【細胞核内への一定量の遺伝子導入システム】超並列の細胞核内デリバリー用デバイスと細胞穿孔に必要な光学システムを完成させた．
【水中でのチタン薄膜のフォトアブレーションの検証】細胞内デリバリを行うためには，アブレーションに続く衝撃波の発生が必要であり，まずはアブレーションの発生を確認した．527nmのナノ秒パルス光を凸レンズで集光して，水中に設置したチタン薄膜に照射して，レーザーアブレーションを発生させた．そのときの様子を自作の顕微鏡で観察しながら，アブレーションのサイズとパワーの関係を測定した．純水を用いたときは，照射部の周辺に気泡の残留が観察された．
【衝撃波が細胞に与える影響の調査】レーザーを使ったフォトアブレーションによって発生する衝撃波が，接着させたHeLa細胞にどのように作用するか調査した．レーザ照射部から少し離れた位置の細胞が移動した．これは細胞のガラスへの接着力が弱かったこと，アブレーションによる衝撃波が，水を伝搬してレーザ照射部を中心に放射状に作用したと考えらえる．レーザ照射部付近にあった細胞はその場に停滞した．このことはこの細胞の接着強度が十分であったこと，レーザ照射部付近の衝撃波の方向性は，細胞に対して垂直に作用したと考えらえる．
【マイクロコンタクトプリンティング】想定よりも小さいPDMS柱（直径3μm）を形成して，蛍光色素Fluoresceinがガラス基板上に転写されることを確認した．これは細胞接着タンパク質をパターニングするときに役立つ技術となる．
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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
目的に対して必要となる要素技術が，順調に開発できているため．
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| Strategy for Future Research Activity |
平成30年度は平成29年度に開発した個別技術の完成度を高め，統合動作を行うことで，目標とする安定細胞スクリーニングシステムを開発する.
1.完成させた光照射システムを用いて，蛍光色素と核酸の細胞内デリバリーを実現する．細胞株に加えて，臨床応用に近い初代培養細胞(ヒトから最初に取り出した細胞)を用いて，発現量を評価する．適用範囲を拡大し，細胞種を変えても確実に一定量の遺伝子が導入できる原理を解明する.
2.顕微鏡のタイムラプス機能を利用して，マイクロウェル中の細胞の発現量を時系列的に自動記録する．細胞情報に基づいて「安定細胞スクリーニングシステム」を完成させる．マイクロミラーDMDによる光照射機能を活用して，目的とする細胞のみを取り出す．
３．個別のデバイスを連携して，統合動作を行う．目標とした2つのサブシステムを統合し，10の3乗個の細胞へ遺伝子導入からスクリーニングを一貫して行うシステムを開発する．均一・安定な細胞集団を構築する基盤技術を確立し，目的の細胞集団が得られることを実証する．
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