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2011 Fiscal Year Annual Research Report

in vitro人工細胞外微小環境の開発とその細胞制御機構解明

Research Project

Project/Area Number 23681028
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

亀井 謙一郎  京都大学, 物質-細胞統合システム拠点, 助教 (00588262)

Keywordsヒト多能性幹細胞 / 微細加工技術 / マイクロ流体デバイス / ナノファイバー / 細胞外微小環境因子 / ハイスループット技術
Research Abstract

<研究目的の概要>
本研究においては、(1)マイクロ流体テクノロジー、およびそれと相補的な微細加工技術を駆使して培養細胞において人工細胞外微小環境を創出し、(2)細胞微小環境による細胞運命制御のメカニズムを解明することを目的とする。具体的には、A.多様な細胞外微小環境を作製・試験できるハイスループットマイクロ流体デバイス(HT-μFD)の開発、B.ナノファイバーライブラリの作製とHT-μFDへの組込みによる細胞外微小環境ライブラリの作製、C.ヒトES/iPS細胞の自己複製を促進する微小環境の同定とその作用機構の分子生物学的な解析を行う。
<平成23年度の研究成果の概要>
平成23年度では、まず申請者が以前に開発したヒト多能性幹細胞実験用マイクロ流体デバイスのハイスループット化(HT-μFD)を試みた。現在、このデバイスを用いたヒトES/iPS細胞実験プロトコールの最適化を行なっている。更に細胞外微小環境因子の一つである可溶性因子を厳密制御を行うことができるμFDの開発にも成功し、査読付き投稿論文として発表した(Lab on a Chip 2011)。平成23年度後半からはHT-μFDを用いた実験の自動制御・観察プログラムの開発も進めている。
また、並行してElectrospining法によるナノファイバーの作製し、細胞外微小環境ライブラリの作製にも着手した。特に生体材料由来ナノファイバーを細胞微小環境因子の一つである細胞外マトリックスとして用いることによって、多能性幹細胞(ES/iPS細胞)の自已複製維持システムの開発にも成功している。本研究で得られた実験結果を基に論文を執筆・投稿し、現在査読中である。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

本年度においては、(1)HT-μFDの開発とヒト多能性幹細胞への応用、(2)ナノファイバーのヒト多能性幹細胞への応用、が研究目的であったが、現在これに沿った研究進展状況である。現在では、得られた実験結果に基づいて数報の投稿論文を投稿中、または準備中であり、当初の計画通りの進展状況である。

Strategy for Future Research Activity

平成24年度の研究推進方策に関しては、概ね研究計画書通りに進める予定である。しかし、今後の研究推進として重要であるのが、HT-μFDのヒト多能性幹細胞実験の最適化、および自動化である。これを行うことによって、実験をより加速度的に進展させることができ、平成23年度後半からこの課題に取り組んでいる。

  • Research Products

    (14 results)

All 2012 2011 Other

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (10 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] Integrated and diffusion-based micro-injectors for open access cell assays2011

    • Author(s)
      X.Li, L.Liu, L.Wang, K.Kamei, Q.Yuan, F.Zhang, J.Shi, A.Kusumi, M.Xie, Z.Zhao, Y.Chen
    • Journal Title

      Lab on a Chip

      Volume: 11 Pages: 2612-2617

    • DOI

      10.1039/C1LC20258H

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Delivery of Intact Transcription Factor by Using Self-Assembled Supramolecular Nanoparticles2011

    • Author(s)
      Y.Liu, H.Wang, K.Kamei, M.Yan, K.-J.Chen, Q.Yuan, L.Shi, Y.Lu, H.-R.Tseng
    • Journal Title

      Angew.Chem.Int.Ed.Engl.

      Volume: 50 Pages: 3058-3062

    • DOI

      10.1002/anie.201005740

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 錯体フレームワークを用いた光駆動型生体ガス放出材料2012

    • Author(s)
      金致源・Diring, Stephane・亀井謙一郎・北川進・古川修平
    • Organizer
      日本化学会第92春季年会
    • Place of Presentation
      慶應義塾大学
    • Year and Date
      20120325-20120328
  • [Presentation] 錯体フレームワークと生体適合材料の融合による機能性細胞外マトリクスの構築2012

    • Author(s)
      中浜雅士・Reboul, Julien・亀井謙一郎・北川進・古川修平
    • Organizer
      日本化学会第92春季年会
    • Place of Presentation
      慶應義塾大学
    • Year and Date
      20120325-20120328
  • [Presentation] Evaluation of Negative Photoresists on Phenotypes of Human Induced Pluripotent Stem Cells (hiPSCs)2012

    • Author(s)
      K.Kamei, Y.Hirai, Y.Makino, L.Liu, Q.Yuan, M.Yoshioka, Y.Chen, O.Tabata
    • Organizer
      The IEEE International Conference on Nano/Micro Engineered and Molecular Systems (IEEE-NEMS)
    • Place of Presentation
      京都大学
    • Year and Date
      2012-03-08
  • [Presentation] Electrospun nanofibers for creating artificial cellular microenviroments for culturing mouse embryonic stem cells2011

    • Author(s)
      L.Liu, Q.Yuan, J.Shi, X.Li, D.Jung, L.Wang, K.Yamauchi, N.Nakatsuji, K.Kamei, Y.Chen
    • Organizer
      2nd Nanotoday Conference
    • Place of Presentation
      ハワイ(アメリカ)
    • Year and Date
      20111211-20111215
  • [Presentation] Quantitative Cytological Feature Analysis by Microfluidic Image Cytometry Reveals Phenotypic Differences among Human Pluripotent Stem Cell Lines2011

    • Author(s)
      K.Kamei, M.Ohashi, N.A.Graham, Y.Chen, A.T.Clark, O.N.Witte, T.G.Graeber, A.D.Pyle, H.-R.Tseng
    • Organizer
      microTAS2011
    • Place of Presentation
      シアトル(アメリカ)
    • Year and Date
      20111002-20111006
  • [Presentation] Evaluation of Negative Photoresists for Culturing Mouse and Human Pluripotent Stem Cells2011

    • Author(s)
      K.Kamei, Y.Hirai, Y.Makino, L.Liu, Q.Yuan, Y.Chen, O.Tabata
    • Organizer
      The 28th SENSOR SYMPOSIUM on Sensors, Micromachines and Application Systems, IEEJ Sensors and Micromachine Society
    • Place of Presentation
      タワーホール船堀(東京都)
    • Year and Date
      20110926-20110927
  • [Presentation] mESC and hiPSC Proliferation on Negative Photoresists for Microfluidics2011

    • Author(s)
      Y.Hirai, K.Kamei, Y.Makino, L.Liu, Q.Yuan, Y.Chen, O.Tabata
    • Organizer
      Eurosensors XXV
    • Place of Presentation
      アテネ(ギリシャ)
    • Year and Date
      20110904-20110907
  • [Presentation] Micro-/nano-engineered cellular environments for controlling cellular functions2011

    • Author(s)
      亀井謙一郎
    • Organizer
      Seoul NanoHealth Symposium 2011
    • Place of Presentation
      Yonsei University(韓国)(招待講演)
    • Year and Date
      2011-11-17
  • [Presentation] Micro-/nano-engineered cellular environments for controlling cellular functions2011

    • Author(s)
      亀井謙一郎
    • Organizer
      AMS-iCeMS Joint Workshop 2011
    • Place of Presentation
      Postech(韓国)(招待講演)
    • Year and Date
      2011-11-16
  • [Presentation] Micro-/nano-engineered cellular environments for controlling cellular functions2011

    • Author(s)
      亀井謙一郎
    • Organizer
      MRC-CRM & iCeMS "Next Generation Stem Cells : Tools and Technologies Symposium"
    • Place of Presentation
      The University of Edinburg, Edinburg(イギリス)(招待講演)
    • Year and Date
      2011-07-25
  • [Remarks]

    • URL

      http://www.chen.icems.kyoto-u.ac.jp/

  • [Remarks]

    • URL

      http://kenlkamei.wordpress.com/

URL: 

Published: 2013-06-26  

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