2017 Fiscal Year Annual Research Report
Construction of morphogenetic mechanism analysis system for shape change and mechanical stimulation by cell origami folding technique
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17H03194
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
繁富 香織 北海道大学, 高等教育推進機構, 特任准教授 (90431816)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
尾上 弘晃 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 准教授 (30548681)
岩瀬 英治 早稲田大学, 理工学術院, 准教授 (70436559)
福井 彰雅 中央大学, 理工学部, 教授 (80262103)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 折紙工学 / BioMEMS / 再生医療 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、微細加工技術と折紙工学の折り畳み技術を利用して、細胞の足場となるマイクロプレートを作製し、細胞を培養した後に折り畳むことにより、形態形成の過程でおこる細胞の折り畳みによる形状変化や生体内における力学的刺激と形態形成のメカニズムの関係の解明を目指す。
細胞が培養可能なマイクロプレートを作製し、細胞自身の牽引力により細胞が様々な立体形状を構築することが可能であり、その際の機能への影響を調べることができる。さらに、マイクロプレートに磁性体を埋め込み外部から磁場をかけることで、折り畳む形状・タイミングを制御し、これまで困難であった細胞に多種力学的刺激を印加することが可能になる。これにより、細胞の立体的な形状変化や力学刺激が細胞の3次元形態形成や分化に及ぼす影響を解析・解明が可能となる。本研究は、細胞発生学の基礎研究分野のみならず、再生医療分野において効率的に幹細胞を分化させることができる次世代の技術に応用することが可能である。
今年度は、微細加工技術を用いて、細胞が様々な立体形状を作製することができる展開図を持ったマイクロプレートの作製、さらに、細胞自身の牽引力による自発的な立体形状の変形、細胞による折りたたみ角度や折りたたみやすさを検証することができた。組織・期間は上皮細胞の折りたたみで作られていることから、細胞の折りたたみと形態形成の関係を解明できれば、生体内組織の形態形成を考える際の基本的な考えを提供できると考えている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
当初予定していたデバイスの作製のための条件出しに時間がかかってしまった。条件とは、デバイス（マイクロプレート）のサイズと磁性体のサイズ、厚さの最適な条件である。
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| Strategy for Future Research Activity |
微細加工を用いて、プレートに磁性体を埋め込み外部から磁場をかけることで、折り畳む形状・タイミングを制御し、これまで困難であった細胞に多種力学的刺激を印加することが可能になる基板を作製する。作製した細胞に細胞を培養する。
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[Remarks] 「折り紙・達人技と科学の技」MRO北陸放送 2017年9月6日放送
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[Remarks] 「折り紙の技 医療に生かす」知の達人たち, 朝日新聞 朝刊 12版 2018年2月27日
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[Remarks] 「折り紙の技法、医療に」, 毎日新聞(北海道) 朝刊 13版 2017年11月2日
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[Remarks] 「折り紙工学をライフサイエンスに応用」日経バイオテク 第859号 2017年7月10日
