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iPS細胞を用いた血管構造を有する立体的な肝細胞組織構築

研究課題

研究課題/領域番号 15J02349
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 生物機能・バイオプロセス
研究機関横浜国立大学

研究代表者

榎本 詢子  横浜国立大学, 工学府, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2015-04-24 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
3,400千円 (直接経費: 3,400千円)
2017年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2016年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2015年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
キーワード細胞分離 / 電気化学細胞脱離 / 選択的な細胞接着 / 細胞脱離 / 分子動力学計算 / アプタマー / オリゴペプチド
研究実績の概要

再生医療の分野では、iPS細胞などの多様性幹細胞から目的の臓器細胞へと分化誘導を行う試みが行われている。しかしながら、特定の臓器細胞へ分化させた細胞群に未分化な細胞が残存することによって、体内で腫瘍を形成することが危惧されている。すなわち、必要な、あるいは不要な細胞を分離する技術が細胞移植や再生医療の分野において強く求められている。
そこで、本研究では、所属研究室で開発した電気化学的原理に基づいた電位印加によって培養表面から細胞を素早く脱離する技術を応用し、選択的な細胞分離法の確立に取り組んだ。これまで、電気化学細胞脱離に用いるオリゴペプチドの片末端には、多くの細胞が認識できる細胞接着アミノ酸配列(RGD)を配置していたが、本研究ではこれに代わり、アプタマーを配置した。これによって、細胞集団の中から特定の細胞を表面に接着させるのである。ここでは、モデル細胞として肝癌細胞と特異的に結合するアプタマーを用いた。この基板上に肝癌細胞と線維芽細胞を同数播種し、接着したそれぞれの細胞数をカウントし、細胞選択性を評価し結果、85%の選択率で肝癌細胞を選択的に分離できることを示した。また同様に肝癌細胞と正常肝細胞を基板上に播種した結果、98%と高い選択率で分離できることがわかった。さらに、肝癌細胞を金基板に選択的に接着させた後、-1.0 V (vs. Ag/AgCl)を5分間印加し自己組織化単分子膜を脱離させることで、接着した細胞を脱離・回収することができた。さらに回収した細胞の機能評価を行ったところ、通常培養で用いられる酵素処理による回収法と比べて、同等の生存率・機能を示すことを確認した。

現在までの達成度 (段落)

29年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

29年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (28件)

すべて 2018 2017 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (5件) 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 2件、 査読あり 8件、 オープンアクセス 3件、 謝辞記載あり 4件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 4件、 招待講演 1件) 図書 (3件) 産業財産権 (1件)

  • [国際共同研究] Politecnico di Milano(イタリア)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] Politecnico di Milano/IRCCS Galeazzi Orthopaedic Institute(Italy)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [国際共同研究] Ente Ospedaliero Cantonale(Switzerland)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [国際共同研究] Politecnico of Milan/IRCCS Galeazzi Orthopaedic(イタリア)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [国際共同研究]

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [雑誌論文] Gold cleaning methods for preparation of cell culture surfaces for self-assembled monolayers of zwitterionic oligopeptides2018

    • 著者名/発表者名
      J. Enomoto, T. Kageyama, D. Myasnikova, K. Onishi, Y. Kobayashi, Y. Taruno, T. Kanai, J. Fukuda
    • 雑誌名

      Journal of Bioscience and Bioengineering

      巻: 125 号: 5 ページ: 606-612

    • DOI

      10.1016/j.jbiosc.2017.12.014

    • NAID

      40021552684

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electrochemical microdevices for rapid and on-site determination of the minimum inhibitory concentration of antibiotics2018

    • 著者名/発表者名
      Kisaki Onishi, Junko Enomoto, Takuto Araki, Rika Takagi, Hiroaki Suzuki, and Junji Fukuda
    • 雑誌名

      Analyst

      巻: 143 号: 2 ページ: 396-399

    • DOI

      10.1039/c7an01873h

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Catch-and-Release of Target Cells Using Aptamer-Conjugated Electroactive Zwitterionic Oligopeptide SAM2017

    • 著者名/発表者名
      J. Enomoto, T. Kageyama, T. Osaki, F. Bonalumi, F. Marchese, A. Gautieri, E. Bianchi, G. Dubini, C. Arrigoni, M. Moretti, and J. Fukuda
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 7 号: 1 ページ: 43375-43375

    • DOI

      10.1038/srep43375

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書 2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] In situ cross-linkable gelatin-CMC hydrogels designed for rapid engineering of perfusable vasculatures2016

    • 著者名/発表者名
      Tatsuto Kageyama, Tatsuya Osaki, Junko Enomoto, Dina Myasnikova, Tadashi Nittami, Takuro Hozumi, Taichi Ito, and Junji Fukuda
    • 雑誌名

      ACS Biomaterials Science and Engineering

      巻: 6 号: 6 ページ: 1059-1066

    • DOI

      10.1021/acsbiomaterials.6b00203

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Rational Design of Prevascularized Large 3D Tissue Constructs Using Computational Simulations and Biofabrication of Geometrically Controlled Microvessels2016

    • 著者名/発表者名
      C. Arrigoni, M. Bongio, G. Dubini, S. Bersini, J. Enomoto, J. Fukuda, M. Moretti
    • 雑誌名

      Advanced Healthcare Materials

      巻: 5 号: 13 ページ: 1617-26

    • DOI

      10.1002/adhm.201500958

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Engineering thick cell sheets by electrochemical desorption of oligopeptides on membrane substrates2016

    • 著者名/発表者名
      J. Enomoto, N. Mochizuki, K. Ebisawa, T. Osaki, T. Kageyama, D. Myasnikova, T. Nittami, J. Fukuda
    • 雑誌名

      Regenerative Therapy

      巻: 3 ページ: 24-31

    • DOI

      10.1016/j.reth.2015.12.003

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Comparisons of cell culture medium using distribution of morphological features in microdevice2016

    • 著者名/発表者名
      H. Sasaki, J. Enomoto, Y. Ikeda, H. Honda, J. Fukuda, and R. Kato
    • 雑誌名

      Journal of Bioscience and Bioengineering

      巻: 121(1) 号: 1 ページ: 117-23

    • DOI

      10.1016/j.jbiosc.2015.05.011

    • NAID

      110010041313

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Acceleration of vascular sprouting from fabricated perfusable vascular-like structures2015

    • 著者名/発表者名
      T.Osaki, T. Kakegawa, T. Kageyama, J. Enomoto, T. Nittami and J. Fukuda,
    • 雑誌名

      PLoS one

      巻: 10(4) 号: 4 ページ: e0123735-e0123735

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0123735

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Surface Design for Catch-and-release of Target Cells using Electrochemical Cell Detachment2017

    • 著者名/発表者名
      Junko Enomoto, AlfonsoGautieri, Junji Fukuda
    • 学会等名
      12th Annual International Electromaterials Science Symposium
    • 発表場所
      University of Wollongong, Australia
    • 年月日
      2017-02-08
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 電気化学細胞脱離を利用した選択的な細胞の分離・回収技術2017

    • 著者名/発表者名
      榎本詢子、福田淳二
    • 学会等名
      日本動物実験代替法学会第30回大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] アプタマー修飾オリゴペプチド層を用いた選択的な細胞のキャッチ&リリース2016

    • 著者名/発表者名
      榎本詢子、Alfonso Gautieri、福田淳二
    • 学会等名
      第68回日本生物工学会大会
    • 発表場所
      富山国際会議場
    • 年月日
      2016-09-28
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] アプタマーと両性イオンオリゴペプチドを用いた選択的な細胞の分離・回収技術2015

    • 著者名/発表者名
      榎本詢子、篠原礼奈、福田淳二
    • 学会等名
      第25回日本MRS年次大会
    • 発表場所
      横浜市開港記念会館
    • 年月日
      2015-12-08
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Surface design for selective cell catch-and-release using electrochemical trigger2015

    • 著者名/発表者名
      J. Enomoto, T. Kakegawa, T. Osaki, T. Kageyama, J. Fukuda
    • 学会等名
      International Conference on Biofabrication 2015
    • 発表場所
      Utrecht, The Netherlands
    • 年月日
      2015-11-07
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 選択的な細胞接着・分離技術の開発2015

    • 著者名/発表者名
      榎本詢子、福田淳二
    • 学会等名
      第67回日本生物工学会
    • 発表場所
      城山観光ホテル(鹿児島)
    • 年月日
      2015-10-26
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Catch-and-release of target cells using aptamer and electrochemical cell detachment2015

    • 著者名/発表者名
      J. Enomoto, T. Osaki, T. Kageyama, J. Fukuda
    • 学会等名
      4th TERMIS WORLD CONGRESS
    • 発表場所
      Boston, USA
    • 年月日
      2015-09-08
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Design of zwitterionic oligopeptide for catch-and-release of target cells2015

    • 著者名/発表者名
      J. Enomoto, T. Kakegawa, T. Osaki, T. Kageyama, J. Fukuda
    • 学会等名
      2nd International Conference on Bioinspired and Zwitterionic Materials
    • 発表場所
      Seattle, USA
    • 年月日
      2015-08-13
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 電気化学細胞脱離を利用した選択的な細胞のキャッチ&リリース2015

    • 著者名/発表者名
      榎本詢子、福田淳二
    • 学会等名
      生物工学会若手会・夏のシンポジウム
    • 発表場所
      タナベ名古屋研修センター
    • 年月日
      2015-07-11
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 電気化学的細胞脱離を用いた細胞分離基板の開発2015

    • 著者名/発表者名
      榎本詢子、福田淳二
    • 学会等名
      第7回若手シンポジウム
    • 発表場所
      名古屋大学東山キャンパス
    • 年月日
      2015-07-10
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 電気化学を用いた選択的な細胞分離基板2015

    • 著者名/発表者名
      榎本詢子、福田淳二
    • 学会等名
      バイオアセンブラ第4回若手シンポジウム
    • 発表場所
      大阪大学豊中キャンパス
    • 年月日
      2015-07-02
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [図書] 学術の動向2017

    • 著者名/発表者名
      榎本詢子、福田淳二
    • 総ページ数
      8
    • 出版者
      公益財団法人 日本学術協力財団
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [図書] 化学とマイクロ・ナノシステム2016

    • 著者名/発表者名
      大西希咲、榎本詢子、Dina Myasnikova、福田淳二
    • 総ページ数
      2
    • 出版者
      一般社団法人 化学とマイクロ・ナノシステム学会
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [図書] Hyper Bio Assember for 3D Cellular Systems2015

    • 著者名/発表者名
      J. Enomoto, T. Kakegawa, T. Osaki, T. Kageyama, Junji Fukuda
    • 総ページ数
      349
    • 出版者
      Springer
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [産業財産権] 細胞培養方法及びその細胞培養方法に用いられる洗浄方法及び洗浄装置2017

    • 発明者名
      宮崎邦浩、林航之介、松下淳、福田淳二、榎本詢子
    • 権利者名
      宮崎邦浩、林航之介、松下淳、福田淳二、榎本詢子
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2015-11-26   更新日: 2024-03-26  

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