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2011 Fiscal Year Annual Research Report

1細胞培養・刺激応答計測システムの開発による、ES細胞のゆらぎ緩和機構の解析

Research Project

Project/Area Number 21602001
Research InstitutionNagaoka University of Technology

Principal Investigator

大沼 清  長岡技術科学大学, 産学融合トップランナー養成センター, 特任准教授 (50396834)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 若本 祐一  東京大学, 大学院・総合文化研究科, 准教授 (30517884)
賀喜 白乙  東京工業大学, 大学院・生命理工学研究科, 特任助教 (20515168)
道上 達男  東京大学, 大学院・総合文化研究科, 准教授 (10282724)
Keywords1細胞培養 / ES細胞 / ゆらぎ / 微細加工 / 初期発生
Research Abstract

細胞内でのタンパク質等の発現量にはゆらぎがあるために、細胞はそれ自身ゆらいでいる上に、周りの環境もゆらいでいる。本研究課題は、初期発生におけるゆらぎを緩和する機構を調べるため、初期発生の良いモデル系であるES細胞などを使用し、1細胞で培養、観察しながら様々な変化を与え、細胞の応答を測定するシステムの開発が主眼である。まず、無血清培養で正しく分化、未分化が制御されている事を確かめるために、免疫組織染色とフローサイトメトリ計測をし、分化培地に交換後2~4日で分化することを確認した。また、Eカドヘリンコートによる単層培養法でも同様の結果が得られた。以上の事から、我々の無血清培養系と、平面培養法を用いた一細胞観察系でも、正しく未分化・分化が制御できている事が確認された。この系を用いて単1のES細胞の顕微鏡で微速度撮影し、1つの細胞がどのように分裂していくかを未分化維持・分化誘導培地の2条件で観察し、系統樹を作成した。この系統樹より、細胞が一様に分裂していくわけではなく、ゆらぎが大きいことが分かった。更に統計的な解析をするために、同じ細胞から分裂した2つの細胞のペアに関して、生死と次に分裂するまでの時間を比較した。その結果、未分化維持している場合と、分化誘導した時に違いがある事が確認された。また、ヒトiPSやES細胞を用いて同様の解析をするシステムも準備している。以上のように、ES細胞を1細胞で培養、観察しながら様々な変化を与え、細胞の応答を測定するシステムの開発に成功し、それを用いて細胞のゆらぎを捉えることにも成功した。今後の研究により、初期発生の安定性に関する重要な知見が得られると期待される。

  • Research Products

    (6 results)

All 2012 2011

All Presentation (4 results) Book (2 results)

  • [Presentation] ヒトiPS細胞を用いた無血清・無フィーダー培養による心筋誘導系の確立2011

    • Author(s)
      小池怜, 伊藤弓弦, 吉満亮介, 丸山篤史, 大沼清
    • Organizer
      日本バイオマテリアル学会
    • Place of Presentation
      京都
    • Year and Date
      2011-11-22
  • [Presentation] ヒトiPS細胞培養のためのpolydimethylsiloxaneへの細胞外基質コート条件の探索2011

    • Author(s)
      吉満亮介、服部浩二, 杉浦慎治, 金森敏幸, 小池怜, 丸山篤史, 大沼清
    • Organizer
      日本バイオマテリアル学会
    • Place of Presentation
      京都
    • Year and Date
      2011-11-22
  • [Presentation] Time-lapse imaging of mES cells monolayer-cultured for the detection of fluctuations between differentiated and undifferentiated states2011

    • Author(s)
      A Maruyama, Y Wakamoto, K Oonuma
    • Organizer
      日本生物物理学会
    • Place of Presentation
      姫路
    • Year and Date
      2011-09-17
  • [Presentation] Generation of Human Induced Pluripotent Stem Cells from Adult Dermal Fibroblast under Feeder- and Serum-free Defined Conditions2011

    • Author(s)
      Y.Hayashi, T.Chan, M.Warashina, M.Fukuda, T.Ariizumi, K.Okabayashi, N.Takayama,M.Otsu, K.Eto, M.K.Furue, T.Michiue, K.Ohnuma*(発表者・責任著者), H.Nakauchi, M.Asashima
    • Organizer
      国際幹細胞学会(ISSCR)
    • Place of Presentation
      カナダ オンタリオ州
    • Year and Date
      2011-06-16
  • [Book] "Controlling Cell Migration with Micropatterns" Innovations in Biotechnology, 2012, ISBN 978-953-51-0096-6, chapter 9 (187-208)(E.C.Agbo (Ed))2012

    • Author(s)
      T.Toyota, Y.Wakamoto, K.Hayashi, K.Ohnuma
    • Total Pages
      22
    • Publisher
      Intech
  • [Book] "Mechanobiology During Vertebrate Organ Development" Mechanosensing Biology, 1st Edition., 2011, XIV, ISBN : 978-4-431-89756-9, Part I, Chapter 3 (39-50)(Noda, M.(Ed.))2011

    • Author(s)
      M.Asashima, T.Michiue, K.Ohnuma, Y.Nakajima, Y.Ito
    • Total Pages
      12
    • Publisher
      Springer

URL: 

Published: 2013-06-26  

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