2021 Fiscal Year Annual Research Report
流動性足場・曲面足場設計に基づくオルガノイドの精密誘導技術の開発
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18H04167
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
木戸秋 悟 九州大学, 先導物質化学研究所, 教授 (10336018)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | オルガノイド / 流動性足場 / 局面足場 / メカノバイオロジー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題は細胞の三次元自己組織化を誘導する足場マトリックスの力学物性・形状特性の設計により、 オルガノイドを再現よく精密・高効率に作製する学理と技術の確立を目的とする。いかなる培養力学場および足場形状がオルガノイド形成に対する最適条件を与えるか?本研究では研究代表者が独自に開発してきた培養環境力学場の設計技術に基づき、足場材料の流動性および曲面性の二問題の検証と応用に取り組む。
最終年度は、前年度までに確立した腸管スフェロイド誘導および肝オルガノイドの発生に対するマトリゲルの巨視的および微視的動的粘弾性調節の効果に関する知見に基づき、合成高分子を用いたマトリゲル代替人工マトリックスの構築を検討した。新規人工流動性マトリックスとしてMw4,000,000のPEO、末端にポリリジンまたはポリグルタミン酸を修飾した四分岐鎖PEG(Mw40,000)、およびオルガノイド形成に欠かせないラミニンを混合した物理架橋ゲルを作製した。レオメーターを用いたひずみ分散測定データに基づき、G’が170 Pa程度、Loss tan 0.4程度となるPEO、PEG-グルタミン酸及びPEG-リジン、ラミニン111の混合ゲルの作製条件を決定した。作製したゲルに原始腸管スフェロイドを包埋して14日間培養し肝オルガノイドの観察を行った。マトリゲルを用いた場合によく見られたプレート底面に沈降し接着分散するスフェロイドは見られず、内腔拡張をした正常なオルガノイド構造が多数観察され、各種免疫抗体染色により肝オルガノイドの発生誘導が確認された。以上より、静電的物理架橋によりスフェロイドを浮遊保持可能な弾性率を有しつつ、細胞運動を阻害しない適切な流動性を確保し、ラミニン導入による生理活性刺激の導入することで、マトリゲルよりも安定した肝オルガノイド誘導マトリックスを構築可能であることが示唆された。
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| Research Progress Status |
令和3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3年度が最終年度であるため、記入しない。
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