2020 Fiscal Year Annual Research Report
Understanding and regulation of heterogeneous cell behavior inside a 3D cell aggregate
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18K04856
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| Research Institution | Osaka Institute of Technology |
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Principal Investigator |
長森 英二 大阪工業大学, 工学部, 准教授 (70394898)
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2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 積層細胞シート / 細胞遊走 / 細胞接着 / 共培養 / 培地 / 組織工学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では前科研費基盤研究C（15K06580）に引き続き，遊走や接着といった各細胞の自律的な挙動に基づく自己組織化現象を視て理解し，支配的な変数（パラメーター）を推定すると共に，その変数の制御を通して細胞の動的挙動を操り，目的とする構造を設計する自己組織化現象制御技術の体系化を目指した．「A.組織内の動的細胞挙動を時空間的な解像度で捉えるための観る技術の開発」，「B.細胞挙動の理解」，「C．細胞挙動の操作」から成り，前科研費で開発したAを活かし，BおよびCに取り組んだ。マウス骨格筋筋芽細胞組織（積層細胞シート）内における異種細胞として、新規に入手したマウス神経細胞とマウス血管内皮細胞を共培養するための適した条件（培地成分、接着因子の利用等）の探索に長い時間と費用を割く結果となった。各細胞種で異なる分化誘導条件の間を取り持ち、共培養することは容易ではなく、例えば神経細胞を分化培養する条件では筋芽細胞が十分に接着を維持できず積層細胞シートの形状がボロボロに崩れてしまう、あるいは底面から組織ごとはがれてしまう、といった現象が頻繁に観察された。複数種の異種細胞を混合して培養可能な培地の策定は、組織構築とそれを培養・維持する技術の開発全般においてボトルネックになる可能性があり、組織培養環境探索法の確立が必要である。組織を培養するという観点では、組織内部の酸素律速の問題も解決されていない。組織内の栄養不足（生死だけでなく接着可否に繋がるような不足も含む）や酸素律速などをモニタリングする技術を開発し、これを活用して組織を培養する場を探索可能な体制を整えていく必要がある。この着想は次科研費基盤C（21K04800、超高密度細胞培養に資する酸素供給技術の開発）の立案に繋がった。組織内酸素不足などをモニタリングする技術を構築し、組織培養環境を改善するための方法論の開発に着手した。
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