2013 Fiscal Year Research-status Report
磁性ナノ粒子を用いたコンビナトリアル・セルクラスターによる評価システムの構築
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25560248
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
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| Research Institution | National Research Institute for Child Health and Development |
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Principal Investigator |
宮本 義孝 独立行政法人国立成育医療研究センター, 生殖・細胞医療研究部, 研究員 (20425705)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
池内 真志 東京大学, 先端科学技術研究センター, 助教 (90377820)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 細胞 / クラスター / 磁性ナノ粒子 / マイクロデバイス / 移植医療 / 細胞医療 / 毒性評価 / 医療技術 |
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| Research Abstract |
磁性ナノ粒子を初めとするナノマテリアルの毒性を評価するために、コンビナトリアル・セルクラスターによる評価システムを構築する。具体的には、①1つのマイクロデバイス内で、様々なサイズの移植細胞・組織体を一度に作製する（コンビナトリアル・セルクラスター）。②様々な細胞から作製した移植細胞に、磁性ナノ粒子を添加・標識して、その毒性を評価する。
三次元培養技術、特に、セルクラスター作製技術は、創薬および医療分野での応用が期待されている。我々は、一度の細胞播種操作で、均一かつ大量のセルクラスターを形成できる、培養デバイス”TASCL”を作製した。1年目は、8mm四方の基板上に、256マイクロウェル(1マイクロウェルあたり、500×500μmの正方形、直径300μmの貫通孔を有する基板（同径TASCLデバイス）、もしくは、貫通孔の上部正方形の一辺が、400μm、600μm、800μmの3 通り、下部正方形の一辺が、40μm、80μm、160μmの3 通りとし、合計9種類の組み合わせの貫通孔を密に配置した基板（コンビナトリアルTASCLデバイス）を作製した。細胞培養皿上に親水化処理済みのTASCLデバイスを設置し、HepG2(ヒト肝ガン由来細胞株)、初代肝細胞、および脂肪由来幹細胞を播種し、37℃、5%CO2下で培養した。そして、TASCLデバイス内で、得られたセルクラスターのサイズおよびその形成率を評価した。結果、同径TASCLデバイス上への細胞の接着は見られず、培養48時間後には、細胞播種数に比例して大きなセルクラスターが観察された。また、各マイクロウェル間では、均一な大きさのセルクラスターが高効率で確認できた。同様に、コンビナトリアルTASCLデバイス上でも、細胞の接着は見られず、培養48時間後には、様々なサイズのコンビナトリアル・セルクラスターを一度操作で作製することに成功した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究課題は、磁性ナノ粒子を用いたコンビナトリアル・セルクラスターによる評価システムを構築することを目的とする。1年目は、まず、①評価デバイスの作製、②細胞（HepG2 細胞、初代肝細胞、脂肪由来幹細胞）を決定し、様々な大きさのクラスターを作製することができるかを検証した。
評価デバイスとして、一度の細胞播種操作で、大量のクラスターを形成することができる培養デバイス”TASCL”を作製した。均一な大きさのセルクラスターが作製できる”同径TASCLデバイス”と、様々な大きさのセルクラスターが作製できる”コンビナトリアルTASCLデバイス”の2種類を用いた。細胞非接着性培養皿上に、作製したTASCLデバイスを設置し、様々な細胞を播種し、セルクラスターの大きさが制御できるかを検証した。結果、TASCLデバイス両方とも、様々な細胞で、セルクラスターを効率よく作製することが可能であり、その大きさを制御することに成功した。
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| Strategy for Future Research Activity |
2年目の研究の推進方策として、①TASCLデバイス上で作製したセルクラスターの機能評価（”同径TASCLデバイス”および”コンビナトリアルTASCLデバイス”）、②磁性ナノ粒子を用いたTASCLデバイス上で作製したセルクラスターによる毒性評価、を基本方策として研究を推進する。研究①、②は、連携研究者、研究協力者に参画いただき、相互に協力・連携しながら検証を進める。
実験動物を用いる研究については、国立成育医療研究センター動物実験指針に準拠して研究を実施する。特に、動物愛護と動物福祉の観点から実験動物使用は、目的に合致した最小限にとどめる。またその際、麻酔等手段により苦痛を与えない等の倫理的配慮をおこなう。実験者は、管理者と相互協力のもと適切な環境のもと飼育管理を行う。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
細胞安全性解析の全てを行うことは難しく、高度な専門技術を必要とするため、2014年1月、業者に細胞安全性試験を依頼した。結果、試験項目の一部が解析できなかったため、細胞サンプルの再調整が必要となり、本年度内に解析することができなかった。
細胞サンプルの再調整は既に終了し、2014年4月、業者に細胞安全性試験を再依頼した。
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