2022 Fiscal Year Annual Research Report
Innovative culture system based on liquid scaffolds
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20K20645
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| Research Institution | National Institute for Materials Science |
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Principal Investigator |
中西 淳 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 機能性材料研究拠点, グループリーダー (60360608)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
上木 岳士 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 国際ナノアーキテクトニクス研究拠点, 主任研究員 (00557415)
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| Project Period (FY) |
2020-07-30 – 2023-03-31
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| Keywords | メカノバイオロジー / 液々界面 / 細胞接着 / ナノ薄膜 / イオン液体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
一般に細胞は固体・ゲル状の基質のみで接着・伸展できると考えられるが，我々は水と二相分離するパーフルオロカーボン類などの液体でも適切なものを選べば，界面にタンパク質の自己組織化膜が形成されて細胞が接着できるようになることを突き止めている。本研究では，この液々界面培養技術をさらに拡充すべく，より培養に適した液体基質の探索と，界面に対するメカノセンシング機構の探究，ならびにエマルジョン培養への展開を検討することを目的としている。第3年度は，エマルション培養法の開拓のための界面修飾剤およびバルク液体の検討とその界面・バルク液体に対する細胞接着挙動の解析を行った。
合成およびタンパク質性の界面吸着剤の水溶液をパーフルオロカーボンやイオン液体と混合して激しく攪拌することでエマルジョンを得た。この際，界面吸着剤を直接、あるいはビオチン-アビジン結合を介して蛍光標識することで界面が追跡できるようにした。これらを通して，安定なエマルジョンを形成する界面・バルク材料の探索を行った。一方で、ここで見出した界面吸着剤・液体の組み合わせに対する細胞接着については，観察の容易さを考慮して，二相分離した液体上で行った。その結果，液体の種類に応じて細胞の伸展形状や細胞増殖速度は大きく変化することを確認した。また、細胞の伸展過程を詳細に観察すると，従来のプラスチック製の表面とは異なるダイナミクスを示すことを見出したい。以上、エマルジョン培養の基礎となる材料探索や細胞接着挙動に関する重要な知見が得ることができた。
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