2021 Fiscal Year Annual Research Report
ナノセルロースで創り出す幹細胞の未分化維持培養基材
| Project/Area Number |
20K22592
|
|---|
| Research Institution | Kyushu University |
|---|
Principal Investigator |
畠山 真由美 九州大学, 農学研究院, 助教 (20871437)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2020-09-11 – 2022-03-31
|
| Keywords | セルロース / ナノセルロース / 細胞培養基材 / 幹細胞 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
近年、幹細胞を用いる再生医療が実用化されつつあるが、幹細胞の未分化・分化を制御しつつ、治療に必要な細胞数まで安定して増殖させる培養手法の開発が喫緊の課題となっている。本研究では、林産系ナノ素材として注目されている樹木ナノセルロースのナノ繊維形状 (物理的特性) と糖鎖界面 (化学的特性) が、生体内で細胞を取り囲んでいる細胞外マトリックスの特徴を備える点に着目し、ナノセルロースで物理と化学の両面から幹細胞ニッチと呼ばれる幹細胞が存在する特殊な環境を作り出すとともに、セルロース結合能を持たせた細胞増殖因子 (GF) を組み合わせることで、新規な幹細胞の未分化維持培養基材を創発することを目的としている。
本年度は、幹細胞の未分化状態を維持しつつ、細胞増殖を行うのに必須の成分であるGFに対し、セルロースへの結合能を持たせることを試みた。初めに、セルロース結合モジュール (CBM) が、表面修飾を施した上に密にパッキングされた状態のナノセルロースフィルムに対して結合が可能であるかを確認するため、緑色蛍光タンパク質 (GFP) にCBMを結合させた組換えタンパク質を作製し、セルロースへの結合能を評価した。その結果、CBM付きGFPのナノセルロース基材への結合が確認されたことから、GFにCBMを付加することで、基材上にGFが固定化され、安定かつ効率的な生理活性作用の発揮が期待された。さらに、細胞培養用の培地中にはタンパク質が豊富に存在しているため、CBM無しのGFPではほとんど吸着が起こらなかったが、CBM付きGFPでは良好に結合することが確認された。続いて、3種類のGF (FGF2, TGF-β, PDGF) にCBM配列を付加したものを大腸菌で異種発現させたところ、FGF2のみ発現が確認された。TGF-βとPDGFについては、タンパク質発現のさらなる条件検討が必要な状態である。
|
