2014 Fiscal Year Research-status Report
マイクロ流体デバイスによる非侵襲的細胞周期同調法の開発
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25820397
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| Research Institution | Yamagata University |
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Principal Investigator |
右田 聖 山形大学, 理工学研究科, 助教 (00512302)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | マイクロデバイス / 分離操作 / 細胞周期 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、マイクロデバイスを用いた細胞の分離を実現し、細胞にダメージを与えることなく、細胞周期を同調させることのできる新しい手法の創出を目標としている。
本年度はまずG1期細胞の分離効率の向上について検討した。昨年度までに見出したPDMS基材のコーティング条件に従い処理したデバイスを用いることで、G1期細胞に関して90%以上の効率で再現性良く分離する条件を確立した。またこの結果より、サイズ分離の効率はデバイス表面におけるタンパク質や細胞などの非特異吸着によるわずかな圧力変化に影響されることが明らかになった。
ついで、S期の細胞を選択的に回収することを目標とした。細胞周期におけるS期はDNA合成の段階であり、細胞のサイズはG1よりもわずかに異なると考えられるため、まず細胞サイズの正確な計測を行った。モデルケースとして使用したマウス胎児線維芽細胞NIH3T3のG1期細胞のサイズは14～15umであったのに対し、S期細胞のサイズは17～18umであった。これを精確に分離することを目指し、Zweifach-Fung effectを利用したデバイスを設計し、分離能の検証を行っている。
マイクロ流体デバイスによるサイズ分離では十分に対応できないことも予測されるため、流体デバイス以外の分離方法に関しても検討を行った。本年度は、細胞周期に伴う細胞の接着性の差を利用した分離が可能かどうかの検討を行った。その結果、細胞の接着性は細胞周期ごとに大きく異なり、とくにM期細胞の分離に有効である可能性を見出した。これは増殖活性や遊走活性に関連したものであると考えられる。
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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
G1期の細胞の分離能に関して90％以上の効率で安定に分離する手法を確立した。また、S期およびM期分離のための検討と同時に新しいデバイスの設計に着手しており、研究は当初計画通り進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
G1期細胞とS期細胞のサイズ分離は厳密な制御を必要であるため、精確な流体シミュレーションなどを行い、デバイスの詳細を検討する。また、流体デバイスによるサイズ分離では対応できないことも考えられるため、細胞周期ごとの接着性の違いを利用したG1期とS期、およびM期の分離も試みる。とくに基材の表面粗さを変化させることで細胞の接着性が影響されることを見出しており、これについて詳しく検討を行う。
加えて、スコッチテープを利用したマイクロデバイスにおいて細胞の培養を行い、細胞評価用デバイスとして利用できることを実証する。
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