2019 Fiscal Year Annual Research Report
Differentiation Induction of Human Mesenchymal Stem Cells by Graphene Attached Hard/Soft Hybrid Structure Substrates
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17K05009
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| Research Institution | Nippon Institute of Technology |
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Principal Investigator |
伴 雅人 日本工業大学, 基幹工学部, 教授 (70424059)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
沖川 侑揮 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, 研究員 (50635315)
石原 正統 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, 主任研究員 (70356450)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | グラフェン / 幹細胞 / 増殖 / 分化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、神経系疾患に対する細胞治療技術に資するための神経系細胞供給源として、ヒト間葉系幹細胞をより短時間で効率的に神経系細胞への分化誘導が可能な細胞足場用基質を提供することを全体構想とする。この中で、超高弾性率・導電率という特異な特性を持つグラフェンを付着させた軟質基質を伸展しグラフェンを微細なドメインに断片化させた「硬／軟ハイブリッド基質」を作製し、これを用いたヒト間葉系幹細胞の培養試験により、神経系細胞への分化誘導に対し、生化学因子を用いる手法の代替あるいはその効果を相乗的に高めることが可能な足場基質を設計することを目的とした。
最終年度には、前年度に課題となった制御性や再現性を克服し、グラフェンが微細なドメインに断片化して付着したポリジメチルシロキサン（PDMS）軟質気質を作製する手法を創出し、これを用いたヒト間葉系幹細胞の培養試験を実施することができた。しかし、PDMS上に存在するグラフェンが神経系細胞への分化誘導に有意な効果を示すことの明らかなデータを得ることはできなかった。
期間全体を通じて得られた大きな成果として、グラフェンによるヒト間葉系幹細胞の大幅な増殖促進効果があげられる。この効果は、気質が軟質なPDMSだけでなくガラス基板においても、また、基本培地のほか神経分化誘導培地（含：レチノイン酸）を使用した場合においても大きいことを明らかとした。このことは、グラフェンが、ヒト間葉系幹細胞の高効率な増殖用足場として使用できる可能性を示しており、培養時間の短縮を図るための有力なツールになることが期待できる。
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