2022 Fiscal Year Annual Research Report
High-quality Cell Construction System by Integrating massively parallel intranuclear delivery and screening technology
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20H02115
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| Research Institution | Toyohashi University of Technology |
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Principal Investigator |
永井 萌土 豊橋技術科学大学, エレクトロニクス先端融合研究所, 教授 (00580557)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
沼野 利佳 豊橋技術科学大学, エレクトロニクス先端融合研究所, 教授 (30462716)
石田 忠 東京工業大学, 工学院, 准教授 (80517607)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | オプトポレーション / ナノ秒パルスレーザ / 細胞スクリーニング / 多点光照射 / 光硬化性ゲル |
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| Outline of Annual Research Achievements |
機能を喪失した組織への再生医療，難病への細胞治療といった先進医療の普及が渇望されている。この普及を妨げる原因は，従来の細胞の機能改変・選別技術における低質（機能が不均一で不安定）細胞の混入である。本研究では，(A)超並列核内デリバリと(B)スクリーニング技術を中核として，10の6乗個レベルで高品質（機能が均一かつ安定）の細胞を獲得するシステムの開発と学術体系の確立を最終目標とする。本研究を通じ，細胞改変・選別後の低質細胞の混入を防ぎ，効率的な再生医療・細胞医療用品質の細胞獲得を可能とする。
簡易的なカラーレジストデバイスを作製し，これに細胞を固定，その後デバイス全体をレーザで全面をスキャンすることでエネルギ吸収体へのレーザ照射の効率化を図った。またNDフィルタを搭載した電動ホイールを用いて自動化し，レーザの出力変更を自動化する．これを用いることで連続照射した場合の最適な導入率が得られるレーザの出力を調査した。自動化した実験系を用いることでこれまでの実験よりも5倍程度，効率的に実験が行えるようになった．また円形パターンを用いた場合は分子導入率が最大で58.7%となった．この時のレーザフルエンスが254mJ/cm2であり，この付近に導入率が最大となるレーザフルエンスが存在すると考えられる．
並列単一細胞スクリーニングのための自動細胞カプセル化システムを開発した。画像解析ツールを用いて所望の単一細胞を選択し，必要な光重合パターンに変換した。懸濁されたHela細胞をゼラチンメタクリレート(GelMA)ハイドロゲルに封入し，多光線照射により周囲のゲルを架橋した。HeLa細胞は単体のみゲルに封入され、グループ化した細胞は排除された。
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| Research Progress Status |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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