2008 Fiscal Year Annual Research Report
フェムト秒レーザーマイクロ津波による細胞配置技術と組織再構成チップ作成技術の開発
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20034061
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| Research Institution | Nara Institute of Science and Technology |
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Principal Investigator |
増原 宏 Nara Institute of Science and Technology, 物質創成科学研究科, 特任教授 (60029551)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
細川 陽一郎 奈良先端科学技術大学院大学, 物質創成科学研究科, 特任准教授 (20448088)
岡野 和宣 奈良先端科学技術大学院大学, 物質創成科学研究科, 研究員 (00443250)
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| Keywords | システム細胞工学 / 組織再構成チップ / フェムト秒レーザー |
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| Research Abstract |
細胞接着席をアレイ状にパターン化した細胞アレイ化基板上にフェムト秒パルスレーザー集光照射が引き起こす局所的な空間爆発現象(レーザー誘起マイクロ津波)で生きた細胞を配列する開発研究に関して、以下の成果を得た。
1)細胞アレイ化基板 : ガラス基板表面にパーフルオロアルキル単分子膜(R_f-SAM)をパターニングし、細胞接着を阻害する部位と微小細胞接着席からなる細胞アレイ化基板を作製した。タンパク質であるオボアルブミンやフィコエリスリンの吸着特性をQCMや蛍光顕微鏡で調べたところ、細胞決着席とR_f-SAM表面では吸着量に300ng/cm^2と0.6mg/cm^2の差があった。次に、実際に種々細胞の接着特性を調べた。神経細胞モデルとなるPC12細胞では細胞接着席に優先的に細胞が接着するが、R_f-SAM表面では細胞接着が阻害されてR_f-SAM領域への細胞浸潤は見られなかった。長時間培養すると細胞接着席上のみで細胞が立体的に増殖してスフェロイド状になった。一般に細胞は立体構造をとることで機能を発現するので、開発した基板は機能性細胞アレイ化デバイスを作製する上で有効と考える。多能性の胚性腫瘍細胞PIgCL6を分化誘導した心筋拍動細胞では、単分散化した細胞をドット状接着席アレイ化基板に播種して2日間培養したところ、細胞接着席上で拍動する1〜3細胞のクラスターを得た。
2)細胞配置技術 : 培養基板上で培養したPC12細胞をレーザー誘起マイクロ津波で基板から引き剥がし、細胞接着席アレイ化基板上の所定の細胞接着席に1細胞毎に配置することに成功した。また神経モデル細胞のPC12を分化させて樹状突起を形成した細胞のみをフェムト秒レーザーで分離することに成功した。これは従来困難であった接着細胞のその場分離を1細胞レベルで実現できるので、ES細胞やiPS細胞の分離での応用が期待される。
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