2013 Fiscal Year Annual Research Report
レーザ誘起創発的インパルス応力波による遺伝子導入法の開発と細胞影響の遺伝学的解析
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23656275
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| Research Institution | Kanazawa Institute of Technology |
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Principal Investigator |
小木 美恵子 金沢工業大学, バイオ・化学部, 教授 (50410288)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
得永 嘉昭 金沢工業大学, 工学部, 教授 (00072174)
内田 恵理子 国立医薬品食品衛生研究所, 遺伝子細胞医薬部, 研究員 (80176685)
會澤 康治 金沢工業大学, 工学部, 教授 (40222450)
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| Keywords | レーザ誘起応力波 / 固体素子 / 遺伝子導入 / 接着細胞 |
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| Research Abstract |
ヒト由来の細胞に外来遺伝子を導入する技術は、遺伝子治療や再生医療の基本的技術である。本研究は、あらゆる細胞に適用可能で、かつ高い導入効率を示す遺伝子導入を目指して、レーザ誘起創発的応力波（LIESW）を用いた遺伝子導入システムの開発を行った。レーザはQスイッチNd:YAGレーザを用い、応力波発生素子として黒色ゴムまたはエチレンプロピレンゴム(EPDM)、閉じ込め層としてポリエチレンテレフタレートをを用いた。
EPDMを用いることにより、黒色ゴムの場合と比較して同じレーザエネルギーに対して、LIESWのピーク電圧は4～5倍大きくなった。すなわち、従来法の黒色ゴムより、より小さいエネルギーで遺伝子導入ができるという改善がなされた。細胞への物質導入については一定のエネルギーが必要であり、そのピーク圧力値は10MPa以上であると思われた。しかし、LIESWの圧力分布はレーザを打ち込んだシャーレの底面に対して均一ではなく、その圧力値は、レーザのビーム径にしたがって周辺部に行くほど同心円状に低くなった。浮遊細胞と接着細胞では、接着細胞の方が導入効率が高く、さらに細胞の接着面に対して反対側からレーザを照射することで100%近い導入効率を示した区画を得ることができた。本研究により、LIESWを用いた遺伝子導入システムの構築は、ほぼ完成することができた。
今後は、あらゆる細胞に適用可能であるという利点を最大にいかし、植物細胞ややシアノバクテリアなどにも応用し、医学的利用だけでなく、本システムによる遺伝子組換え技術が農業や環境に利用できるよう開発を進めていく。
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