2014 Fiscal Year Annual Research Report
バイオ界面のリモデリング現象を利用して細胞機能を誘導する培養基板の開発
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26702016
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| Research Institution | Yamagata University |
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Principal Investigator |
干場 隆志 山形大学, 理工学研究科, 准教授 (00469769)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 細胞培養基板 / 細胞外マトリックス / リモデリング / 幹細胞 / 肝細胞 / タンパク質吸着 / バイオ界面 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
再生医療の実現には細胞機能の制御が重要であり、培養基板の開発は重要である。従来、細胞機能を制御するのに、生理活性物質の培養基板への修飾が試みられてきたが、培養に伴い、培養基板表面がリモデリングされ、長期培養後には期待した機能が発揮できなくなる。申請者は適切にリモデリングされた培養基板が細胞機能を強く誘導することを報告し、またPMEA塗布基板では、タンパク質の種類によりその吸着挙動が変化することを見出してきた。本研究では、従来の取り組みとは異なり、培養基板表面が利も出でリングされることにより、細胞機能を発現する培養基板を作製する。また、細胞機能を制御できる培養基板設計のための新たな指針を得る。特に本研究では埋め込み型バイオハイブリッド人工肝臓に向けた肝細胞の機能維持と、再生医療の重要な細胞源である幹細胞の分化制御を可能とする培養基板を作製する。
H26年度は、PMEAおよびその類似体上での肝癌細胞株HepG2および脂肪前駆細胞株である3T3-L1の機能評価を行った。その結果、PMEA上では培養初期においてインテグリンシグナルが弱く、球形を維持しており、またそれに伴い肝機能に関する遺伝子発現量も高かった。また、3T3-L1もPMEA上において、培養初期ではインテグリンシグナルが弱く、球形を維持し、その増殖は抑制されていた。さらに、脂肪分化誘導を行ったところ、PMEA上において、通常の細胞培養基板上よりも強く脂肪分化が誘導することができた。このように、H26年度はPMEAやその類似体上における細胞機能の評価を行い、それぞれの基板上で細胞機能が変化することを見出した。また、培養初期におけるインテグリンシグナルの活性に違いがあることを見出した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
申請時当初、PMEAあるいはその類似体上における細胞外マトリックス(ECM)の発現量等を評価する予定であったが、得られる結果に特許性があることから、まず初めにPMEA類似体上における細胞機能の発現を評価した。その結果、細胞機能に有益な違いが見られ、特許出願に至った。また、今年度の予定であったECMの発現量の評価についても着手している。そのため、当初の計画以上に進展していると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
H26年度は予定を変更し、先にH28年度の検討を行った。そのため、本来、H26年度に行う予定であった研究が遅れている。H27年度はH26年度に予定していた研究を加速させる。また、研究室の異動のため、研究環境が大きく変化した。そのため、研究環境の整備にも注力する。
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| Causes of Carryover |
研究成果を特許として申請するため、H28年度に計画していた実験をH26年度に実施する必要が出てきた。当初、H28年度に細胞機能を評価する予定であったが、上記の理由によりH26年度に行う必要がある。そのため、ウェスタンブロットイメージ解析装置に加え、核酸定量装置も導入する必要があるため、前払い請求を行った。一方で、核酸定量装置も格安で導入することができたため、次年度使用額が生じた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
もともと、前払い請求をおこなったために次年度使用額が生じたため、当初の計画の通り、使用する予定である。使用目的として、主に実験試薬を購入する予定であるが、研究環境の整備にも用いる。
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