2013 Fiscal Year Annual Research Report
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22220008
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
生田 幸士 東京大学, 先端科学技術研究センター, 教授 (90212745)
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| Project Period (FY) |
2010-05-31 – 2015-03-31
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| Keywords | 医用マイクロ・ナノマシン |
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| Research Abstract |
本研究課題では，生体外で３次元的な組織を再生することを目指し，幹細胞に生化学的および機械的刺激をピンポイントで与え，分化誘導を制御することのできる再生医療用プラットフォームの開発を進めている．
本年度は，個々の細胞上の局所に刺激を与えて分化誘導するため, リアルタイム3 次元観察下で，光駆動マイクロロボットを操作できるシステムの高速化に取り組んだ．高速化には, 構成するすべての要素の高速化が必要であるが,前年度までのシステムでは，光学系の効率が悪く，観察対象からイメージング素子に届く光量の低さがボトルネックとなっていた.そこで,可変焦点レンズを用いる方式を新たに考案し,プロトタイプを構築して，従来比2倍の高速化を実証した.
また，胚様体形成プラットフォームについては，温度制御，湿潤環境維持，二酸化炭素濃度維持機能を追加し，手のひらサイズのシステムに全機能を集積した．これを用いてiPS細胞からの胚様体形成とタイムラプス観察を実証した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
装置としての再生医療用ナノ・マイクロプラットフォーム開発は，要素技術及び主要モジュールはすでに完成し，胚様体形成用プラットフォームで動作実証が済んでおり，本研究期間内に十分，達成可能である．プラットフォーム内でのナノロボットを用いた機械刺激による分化誘導は，連携研究者との共同研究であるが，細胞抽出物懸濁液中でも，機械刺激によりアクチンが自己集合する現象を見出したため，分化誘導に利用する前にサイエンスとしての探求を進める方が意義深いと考える．そのため，本研究期間内では，ナノロボットを用いた局所刺激による分化誘導は途中段階となるかもしれない．その点で，当初の研究目的だけで判断するとやや遅れているが，新たな研究内容を含めて，総合的に見ると，順調に進展している．
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| Strategy for Future Research Activity |
今後，プラットフォーム内で，厚み１mm程度の３次元培養組織のネクローシスが起きないことを実証した後，３次元組織の局所的分化誘導を行い，血管網を有する肝組織を得る．さらに再生した組織体を肝障害モデルマウス皮下に移植し，マウス血管系と組織体の血管網をマイクロサージェリにより接続して，肝機能の向上を評価する．
また、胚様体形成用プラットフォームを用いて，複数の液性因子刺激による分化誘導のコンビナトリアル解析を行い，再生医療研究での有効性を実証する．並行して，企業との共同開発・ライセンスにより，本課題終了後，数年内の実用化を目指す．
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