2023 Fiscal Year Annual Research Report

インクジェット技術を利用した細胞Durotaxis誘導基材作製の確立

Research Project

Project/Area Number	20K12661
Research Institution	Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology
Principal Investigator	津留美紀子国立研究開発法人海洋研究開発機構, 海洋機能利用部門(生命理工学センター), 准研究員 (60399574)
Project Period (FY)	2020-04-01 – 2024-03-31
Keywords	Inkjet patterning / Gelatin / Durotaxis / Protease / AFM
Outline of Annual Research Achievements	研究目的：細胞が基材の硬さを認識し、軟から硬領域を指向し遊走する現象（Durotaxis）を解析するには、細胞が認識するマイクロスケールを制御できる足場基材の設計技術が求められている。そこでインクジェットパターニング技術を用いて、細胞培養基材に用いられるハイドロゲルの表面に極微量の加水分解酵素を極微量滴下し、酵素加水分解で基材表面の弾性をフレキシブルに改変できるDurotaxis誘導足場基材の新しい設計手法の確立を目指す。研究実績：初年度より、実験装置の改良などを行い、インクジェットパターニング条件について実験系を再構築することで、効率的にDurotaxis誘導足場基材のパターニング設計できるシステムを確立した。２年目以降について、当初予定していた足場基材の場合、温度による物性の変化が起こりやすく、その結果細胞培養中のDurotaxis誘導時に足場基材の弾性を維持できない問題が示唆された。そこでこの問題を解決するために、本研究に適した足場材料の検討を進め、グルタルアルデヒド架橋およびゲニピンゼラチンハイドロゲルや、ポリ乳酸のハイドロゲルの調整方法、およびインクジェットパターニング酵素加水分解実験への最適な調整方法の検討を進めた。現在もさまざまな架橋ゼラチンハイドロハイドロゲルにおける酵素加水分解特性の解析を進めており、さまざまなDurotaxis誘導足場基材を用いてパターニング設計する手法を確立すべく進めるに至った。最終年度においては、得られたハイドロゲルについて原子間力顕微鏡を用いた弾性測定方法の条件検討を進めた。また並行して、ハイドロゲル表面の解析・観察技術の向上を目指し、長時間観察を可能にする実験方法を確立した。これらの結果は、国際的な顕微鏡写真動画コンテストに２件入賞するに至った。これらの最終的な研究成果は原著論文投稿するよう現在準備している。