2021 Fiscal Year Annual Research Report
細胞比率のコントロール可能な多細胞スフェロイド形成システムの開発研究
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19K12852
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| Research Institution | Fukuoka Institute of Technology |
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Principal Investigator |
下戸 健 福岡工業大学, 情報工学部, 准教授 (40412457)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 再生医学 / 医用ロボット / 多細胞スフェロイド / 細胞構造体 / 共培養 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ロボティクス技術を用いて，血管や心臓の3次元細胞構造体を作製するために必要となる，目的の細胞比率を有した細胞凝集塊（スフェロイド）を形成するシステムを開発することが本研究の目的である．これに関し，細胞比率のコントロール可能な多細胞スフェロイドの作製を実現させるために，研究計画に従い以下の2項目について遂行した．
まず，2020年度に引き続き，スフェロイド形成システムの細胞播種モジュールの開発を行った．手技では，皮膚線維芽細胞（NHDF）と臍帯静脈内皮細胞（HUVEC）の細胞比率の調整が1つのリザーバーで行われ，専用のスフェロイドプレートに100μLずつ播種される．それに対し開発したシステムでは，ソフトウェア上で，作製したい多細胞スフェロイドの細胞数，用意した2種類それぞれの細胞の細胞数と多細胞スフェロイドにおける比率を入力することで，2種類の細胞懸濁液の調整が自動で行い，これらを50μLずつスフェロイドプレートに播種してスフェロイドを作製するようにした．細胞に対する外的刺激を極力小さくするために，熟練した作業者の知見を基にモーションの開発を行った．
次に，多細胞スフェロイドの作製実験と評価を行った．定量評価として，多細胞スフェロイドの形態変化を観察するために，直径と円形度を画像処理により経時的に観察した．定性評価としては，多細胞スフェロイド内の組織構造およびNHDFとHUVECの分布状況を観察するために，HE染色および蛍光免疫組織化学分析を行った．その結果，開発したシステムを用いることにより，多細胞スフェロイド作製過程を自動化できることを確認した．さらに，作業者が作製した多細胞スフェロイドと比較し，多細胞スフェロイドの時間経過に伴う変化や内部の細胞の状態が異なる事を見つけることができた．
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