エコロジーライフを見据えた次世代型臨床用細胞保管システム構築に向けた基盤研究

2014 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 26702020
• Research Institution: Foundation for Biomedical Research and Innovation
• Principal Investigator: 西下 直希 公益財団法人先端医療振興財団, その他部局等, 研究員 (70564243)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: 幹細胞 / バイオバンク / 医用材料学 / 再生医療

Outline of Annual Research Achievements

本研究では、iPS細胞等の幹細胞バンク保管管理体制から学び、次世代型となるバイオバンクのプラットフォーム開発を目指した基盤研究を行っている。
第一に、既存バンク機関でバンキング作業の従事者を対象に、現状の細胞・血清・DNA・保管技術における問題点、物の煩雑性、機器稼働トラブル等に対する意見集約を行った。その結果、研究用細胞バンク施設、臨床用細胞バンク施設、ヒト幹細胞移植細胞保管施設など各々での試料保管や管理体制や倫理面等、試料の取扱いが異なることが明白となり、バンクにおける同一課題、技術課題、倫理課題等それぞれに対して分類分けすることができた。
次に、上記課題克服を目指すため、iPS細胞の樹立情報・培養・分化・培養細胞の保管・管理・搬送に対する各種Protocol作成および作業工程時間および温度モニターを使用して細分化作業を行った。その結果、凍結細胞の輸送には、液体窒素にて搬送容器を2時間以上前から冷却しておく事、その冷却における液体窒素充填量の最低必要量の算出なども行った。その他、iPS細胞播種時におけるOn Feeder/Feeder FreeでのClump塊の分布率の違い、凍結細胞数の密度等、些細な培養技術に関与する条件を蓄積し、Lab gradeからScale Up培養を目指す際の支援に役立つ統合型培養履歴管理ソフトのFrame Workを設計した。
現在、Cell history information ManagementおよびScale Up技術支援用のソフトとしての開発に着手し、将来的には次世代バイオバンクの主軸として考えられているInternet of Thing (IoT)と統合できる設計開発を行っている。

Current Status of Research Progress

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

Reason

既存で稼働しているバイオリソースバンクの作業の従事者との意見交換は、外部機関への情報漏えいにも繋がる恐れがあるため、情報の取り扱いが非常に困難となり、対象としたすべての施設でのアンケート実施が困難であった。そのため、ヒアリング形式に切り替え情報集積を行ったため、想定していた以上に、情報集積に時間を要した。

Strategy for Future Research Activity

現在の統合型培養履歴管理ソフトの活用法として、Cell history information ManagementおよびScale Up技術支援用ソフトとしてのテストランを行う。また、造腫瘍とiPS細胞の関連研究は、不明慮な点も多いため、最初はiPS細胞等の分化誘導の工程探索技術開発とそれに伴う情報を組み込み分化傾向の進捗性などを判断するパラメーター構築を導入することとした。

Causes of Carryover

iPS細胞の培養Processにおいて培養環境変化が、樹立効率や分化誘導効率に大きく影響する結果が数多く報告され、システム条件の中に培養中の二酸化炭素濃度、酸素濃度環境を反映させる必要が出たと考えた。システム上の洗い出しでは、項目の追加を行った。

Expenditure Plan for Carryover Budget

二酸化炭素濃度、酸素濃度環境条件を制御するために、酸素分圧が可能なインキュベーターを導入する。その後、培養環境などを培養レコードシステムに反映させるための研究を実施する。