Control of cell adhesion by nanoporous gold

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19H02458
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 26040:Structural materials and functional materials-related
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: HAKAMADA Masataka 京都大学, エネルギー科学研究科, 准教授 (30462849)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 中野 裕美 豊橋技術科学大学, 教育研究基盤センター, 教授 (00319500) ; 湯浅 元仁 同志社大学, 理工学部, 准教授 (70635309)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: ナノポーラス / 細胞 / 機械的刺激

Outline of Final Research Achievements

We investigated the activity of cells on nanoporous gold (NPG) with nanometer-sized pores and ligaments. HeLa cells were inactivated by NPG substrates after initial temporary adsorption because of the conformational deterioration of fibronectin, which is an important protein for the adsorption of HeLa cells. On the other hand, human mesenchymal stem cells (hMSCs) were not adsorbed on NPG substrates, which may be due to local conformational change in collagen, which mediates the adsorption of hMSCs. Furthermore, cyclic stretching by the actuation of NPG significantly enhanced the proliferation of human embryo-derived fibroblasts.

Free Research Field

金属学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

今回はナノポーラス金 (NPG) 基板を静的に利用し、単純に細胞を培養することによって細胞の不活性化を促した一方で、周期的な機械的刺激を与えるという動的な利用によっては細胞増殖を実現した。つまりNPGは、利用法も含めた周囲技術のチューニングによって細胞の活性をコントロールできる可能性のある、興味深い材料であることがわかった。NPGは他のナノ材料（ナノ粒子等）と異なり、材料そのものが肉眼で見え、バルクとして扱えるナノ材料であることも考えれば、細胞分析・培養装置への導入などの応用の道が拓けたといえる。