2020 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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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 折紙工学 / bio-MEMS / 細胞 / 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。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。
研究期間中に細胞を培養することが可能な磁性体入りマイクロプレートを作製し、プレート上に細胞を培養した後に、顕微鏡下で磁場を用いてマイクロプレートを折畳み・展開し、細胞の形状を立体的に制御することに成功した。磁性体を用いることで、非接触で駆動できることから、配線などは必要なく、細胞の形状の変えることが可能になった。細胞に動的刺激を与えて細胞に及ぼす影響を確認することができた。また、立体構造を作製するためのマイクロプレートの展開図の違いによる細胞の折り畳み安さについて検討した結果、展開図が異なると細胞内の細胞骨格（アクチンフィラメント）が異なることがわかり、それにより折り畳みの精度が異なることがわかった。
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| Research Progress Status |
令和2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 |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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