Development of metal-reinforced multicellular membrane structure for intercellular signaling model

2019 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 18K12083
• Research Institution: Shibaura Institute of Technology
• Principal Investigator: 松村 一成 芝浦工業大学, 工学部, 教授 (10348899)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: リン脂質 / 多孔質膜 / リポソーム / 脂質二分子膜 / 人工脂質膜 / 人工細胞

Outline of Annual Research Achievements

生体膜の研究・利用のために人工のリン脂質二重膜を基板に支持させる様々な手法が提案されているが、生体組織のような多細胞型の脂質膜を作成するような手法は未だ開発されていない。本研究はハニカム状多孔質膜を支持体とすることで機械的安定性に優れた多細胞型の人工生体膜組織を作成した。ハニカム状多孔質高分子膜をBreath-Figure法で自己組織的に作成し、さらに無電解銀電鋳を行ってハニカム状金属骨格を作成した。その金属多孔質膜を支持体として脂質膜を作成した。昨年度より溶媒置換法を用いて脂質膜構造を多孔質膜内部に形成させることに成功している。従来法では孔内に二分子膜小胞を形成せず過剰な脂質分子が残存する部位が多く観察されていたが、本法は簡便でありながら理想的な脂質膜構造を形成する効率が高いことが認められる。今年度は本法を更に改善すべく脂質溶液に替えてw/o脂質乳液とし、条件の最適化について検討した。脂質膜の展開はレーザー共焦点蛍光顕微鏡にて脂質膜の形成と水溶液の内包構造を観察することで確認した。また、溶媒置換法とは別に、ビオチン修飾脂質を導入したリポソームをアビジン-ビオチン分子間結合を利用してハニカム孔内のポリスチレンビーズ周囲に導入することも行った。この手法は脂質膜形成の人為的なパターニングの手段として発展させる予定である。またハニカム構造として、ビーズの二次元配列を鋳型としたPDMS多孔質膜を作成し、脂質膜展開する手法の構築も行った。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

実験量を必要とする条件最適化に関する進捗が思わしくなかった。

Strategy for Future Research Activity

w/o乳液を用いた脂質膜展開法を中心に各種実験方法を更に進展させる。脂質膜間の物質移動の可視化については今一度蛍光プローブを再検討する。実験機器についてもマニピュレータの導入について検討して研究を推進させる予定である。

Causes of Carryover

マニピュレータなどの実験装置の運用状況を鑑みて、次年度に新規装置購入を行う事としたため。