2019 Fiscal Year Research-status Report
複合物理刺激を利用した革新的ヒトiPS細胞培養プロセス創出に関する基盤研究
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18K14063
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
堀江 正信 京都大学, 環境安全保健機構, 助教 (60727014)
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2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 物理刺激 / メカノバイオロジー / ヒト幹細胞 / 軟培養面 / 電場 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
生体内において、細胞は多様な物理刺激を常に受けている。例えば血流によって、血管内皮細胞には剪断応力刺激が負荷される。呼吸によって、肺細胞には伸展刺激が負荷される。細胞はこれら多様な物理刺激を生化学的なシグナルへと変換して細胞内に伝達し、それに対して応答する(メカノトランスダクション)。 細胞は物理刺激に応答することで、本来の機能を維持していることが徐々に明らかになってきている。申請者らはこの物理刺激を、再生医療の細胞源として期待されているヒトiPS細胞の培養プロセスに応用すべく、ヒトiPS細胞の増殖と遺伝子発現が培養面の硬さ依存的に変化することを見出した。 さらに、この培養面の硬さの違いによってヒトiPS細胞に対して未分化維持に必要なシグナル伝達を誘導することが明らかとなり、ヒトiPS細胞培養コスト増加の大きな要因の一つであるbFGFを添加することなく培養することが可能であることが明らかとなってきた。一方、この培養面の硬さを変化させることによって細胞と培養面の相互作用強度を変化させ、細胞の自己組織化を誘導し、ヒトiPS細胞を用いたティッシュエンジニアリングが可能であることも明らかにした。他の物理刺激として、電場を用いることによってヒトiPS細胞の挙動を操作するために、電場付与装置を企業との共同研究によって作成していただき、 ヒトiPS細胞への電場による影響を評価し、電場強度の違いによってヒトiPS細胞の遺伝子発現が変化することを明らかにした。
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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
想定していた物理刺激によるヒトiPS細胞への影響を確実に評価することができている、デバイスの構築は若干の遅れは見られるものの、全体としては順調に進展していると考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
現在進めている電場、熱、培養面の硬さ依存的なヒトiPS細胞の挙動評価を、未分化および分化状態において行い、それぞれの物理刺激によってどの程度挙動を操作できるかを明らかに する。また他の物理刺激についても引き続き挙動評価を進めるとともに、各単体の物理刺激だけでなく複合的な物理刺激の組み合わせについても評価を行なっていく。
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| Causes of Carryover |
新型コロナウィルスによる感染拡大を受け、出張を取りやめたため。
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[Journal Article] Inkjet micropatterning through horseradish peroxidase-mediated hydrogelation for controlled cell immobilization and microtissue fabrication2019
Author(s)
Gantumur, Enkhtuul, Kimura, Miyu, Taya, Masahito, Horie, Masanobu, Nakamura, Makoto, Sakai, Shinji
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Journal Title
Biofacrication
Volume: 12
Pages: 011001
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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