2017 Fiscal Year Annual Research Report
Cell microarray for introduction of functional molecules
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17H03472
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
藤田 聡史 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 副ラボ長 (00392655)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
境 慎司 大阪大学, 基礎工学研究科, 教授 (20359938)
戸井田 力 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 研究員 (40611554)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 細胞マイクロアレイ / デリバリー / タンパク質 / ゲノム編集 / ヒドロゲル |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、核酸・酵素・タンパク質・低分子化合物など、様々な特性を持つ機能分子をガラススライドや細胞培養用ポリスチレンディッシュ等の表面上に固相アレイ化し、これらの機能分子を固相表面から細胞に導入する高密度、高精度、世界初の「機能分子を導入細胞マイクロアレイ技術の創成」を目的として研究を進めた。
これらの機能分子は様々な電荷をもつため、ガラス基板またはポリスチレン基板上に安定的に固着化し、細胞が来た際にリリースできるようにコントロールする必要がある。そのため、機能分子と３種類のポリイオン高分子との複合体を形成し、その性能を評価した。その結果、核酸およびタンパク質において、カチオン性デンドロン系ポリマーまたはカチオン性リン脂質によって複合体を形成した場合、細胞への導入効率が高いことが分かった。また、基板側を酸素プラズマによるイオン化をする事でアレイ局所からの導入効率が向上する事が示された。タンパク質または核酸とポリイオンの最適混合比は異なっており、タンパク質はその表面電荷により混合比が異なる事が示された。タンパク質の場合、細胞への導入効率はポリイオンの総電荷が負電荷でも高効率に導入されるケースがあり、必ずしも複合体の電荷が重要ではないことが示された。一方、複合体のサイズは効率に大きく影響する事も示された。
浮遊細胞用の細胞マイクロアレイの作製例はなく、本研究開発において、本アレイチップについても開発をすすめた。細胞適合性アルギン酸ヒドロゲルによって細胞を包埋し、これをガラス基板上にアレイ化するため、基板側にアルギン酸修飾を行う条件を検討した。XPSによる測定を行った結果、ガラス基板上にアルギン酸が修飾されている事が確認され、ヒドロゲルを強固に基板側と結合させることが可能となった。
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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
機能分子を導入する細胞マイクロアレイ技術の開発を行っており、タンパク質、酵素、核酸の導入技術は順調に開発が進んでいる。また、浮遊細胞技術への導入についても順調に進んでいる。一方で、特許化が完了しているものの論文化が遅れている。
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| Strategy for Future Research Activity |
良好な結果が示されつつあり、特許化が完了しているが論文化が遅れているため、本年度は成果の発表に重点を置きたい。
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