2015 Fiscal Year Annual Research Report
分化制御と細胞選択機能を有する独創的な培養基質の創製による心筋再生組織構築の革新
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25350521
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| Research Institution | Yamagata University |
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Principal Investigator |
馮 忠剛 山形大学, 理工学研究科, 准教授 (10332545)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中村 孝夫 山形大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (00142654)
小沢田 正 山形大学, 理工学研究科, 教授 (10143083)
梅津 光生 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (90132927)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 心筋組織ECM / 心筋細胞分化 / 力学特性 / ヒトiPS細胞 / 応力バイオリアクタ / 細胞選択 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
１．ヒトiPS細胞の心筋細胞分化胚様体の拍動解析
前年度に開発した安価・有効なヒトiPS細胞の心筋細胞への分化誘導プロトコルにより分化した拍動胚様体における心筋細胞の更なる成熟促進と細胞選択のため、胚様体拍動を拍動ひずみ・応力により定量的に評価する方法を確立した。この方法は培養基質に接着した胚様体を連続粘弾性体としてその物性特性と拍動変位を測定した上に拍動ひずみ・応力の解析ができた。この結果により、分化した心筋細胞の成熟に培養基質の力学特性の最適化を検討することが出来た。また、心筋細胞の選択について培養基質に印加する動的応力の頻度・振動幅および位相の影響が示唆された。
２．心室筋組織細胞外基質由来ハイドロゲルでの心筋細胞の培養
心室筋組織細胞外基質由来ハイドロゲルの力学特性を架橋剤EDAC及び塑性圧縮の併用により心室組織の弾性と同程度に調整した上に、異なる力学特性を有するハイドロゲル上に心筋細胞を培養した。その結果細胞の拍動能にはゲルの粘弾性の影響が存在することがわかった。
３．応力印加した基質での培養細胞の選択
豚羊膜の非線形力学特性を利用して、異なる応力の印加によって異なる弾性率の培養基質を得ることが出来た。その上に線維芽細胞を培養すると、高い弾性率の基質の中央部位に線維芽細胞の増殖抑制と細胞脱落が出来た。この結果によって培養基質上に部位ごとに細胞の選択と分布制御が出来ることを示唆された。
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