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トレハロースの細胞内導入による細胞凍結保存メカニズムの解明

研究課題

研究課題/領域番号 17K18834
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
研究分野 流体工学、熱工学およびその関連分野
研究機関北海道大学

研究代表者

内田 努  北海道大学, 工学研究院, 准教授 (70356575)

研究協力者 黄川田 隆洋  農業・食品産業技術総合研究機構, 主任研究員
竹谷 敏  産業技術総合研究所, 主任研究員
竹家 啓  名古屋大学, 工学研究科, 講師
研究期間 (年度) 2017-06-30 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2018年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2017年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
キーワードトレハロース / 凍結保存 / トレハロース輸送体 / 細胞内水 / ガラス化 / 氷結晶 / CHO-K1細胞 / TRET1 / 緩慢凍結 / 熱工学 / 流体工学 / 細胞・組織
研究成果の概要

本研究は、通常細胞内へ入らないトレハロースが細胞内に入った時高い凍結保護効果を示す要因について、トレハロース輸送タンパク質(TRET1)を発現させた細胞と発現させない通常の細胞とを用いて、実験的に明らかにすることを目標とした。従来細胞内水がトレハロースによりガラス化していると考えられていたが、粉末X線回折や示差熱量測定の結果は主に氷Ih結晶の存在を示唆しており、THz分光の結果は氷点下で液体相の存在の可能性を示す温度帯があることがわかった。今後はこれらの計測手法による詳細な検討が必要である。

研究成果の学術的意義や社会的意義

「細胞の凍結保存」技術は、水産業・畜産業では既存の技術として半世紀前より利用されている。しかしそのため近年の進歩した科学技術による学術的解明は進んでおらず、凍結・保存プロトコルの改善策の検討や凍結困難細胞種への適応技術についての研究は遅れている。本研究成果は、凍結保存のプロセスを科学的に明らかにすることを目的としており、それによる既存技術の改良や、需要の高い凍結困難細胞腫(たとえばニューロンや心筋細胞等)への適応技術開発に資する。

報告書

(3件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 1件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Viabilities of long-term cryopreserved CHO-TRET1 cells with trehalose and DMSO(CHO-TRET1細胞のトレハロースとDMSOによる凍結保存生存率の保存期間依存性)2019

    • 著者名/発表者名
      T. Uchida, M. Furukawa, T. Kikawada, K. Yamazaki, K. Gohara
    • 雑誌名

      氷河情報センター

      巻: 37 号: 0 ページ: 1-9

    • DOI

      10.5331/bgr.18A03

    • NAID

      130007702136

    • ISSN
      1345-3807, 1884-8044
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 生物とガスハイドレート2019

    • 著者名/発表者名
      内田努
    • 雑誌名

      えねるみくす

      巻: 98 ページ: 52-55

    • NAID

      130007584355

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Temperature dependence of synchronized beating of cultured neonatal rat heart-cell networks with increasing age measured by multi-electrode arrays2018

    • 著者名/発表者名
      T. Uchida, R. Kitora, and K. Gohara
    • 雑誌名

      Trends in Medicine

      巻: 18 号: 4 ページ: 1-10

    • DOI

      10.15761/tim.1000145

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Intracellular trehalose via transporter TRET1 as a method to cryoprotect CHO-K1 cells2017

    • 著者名/発表者名
      Uchida Tsutomu、Furukawa Maho、Kikawada Takahiro、Yamazaki Kenji、Gohara Kazutoshi
    • 雑誌名

      Cryobiology

      巻: 77 ページ: 50-57

    • DOI

      10.1016/j.cryobiol.2017.05.008

    • NAID

      120006647014

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Xenon pressure dependence on the synchronized burst inhibition of rat cortical neuronal network cultured on multi-electrode arrays2017

    • 著者名/発表者名
      Uchida Tsutomu、Shimada Koichiro、Tanabe Ryutaro、Kubota Tatsuya、Ito Daisuke、Yamazaki Kenji、Gohara Kazutoshi
    • 雑誌名

      IBRO Reports

      巻: 3 ページ: 45-54

    • DOI

      10.1016/j.ibror.2017.09.001

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Thermodynamic study of residual water content in sediments in equilibrium with gas hydrates2017

    • 著者名/発表者名
      V. Istomin, E. Chuvilin, B. Bukhanov, T. Uchida
    • 雑誌名

      Proc. 9th Int. Conf. Gas Hydrates (ICGH9), Denver, U.S.A.

      巻: -

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際共著
  • [学会発表] 細胞の凍結保存における凍結保護剤の役割に関する研究2019

    • 著者名/発表者名
      内田努、古川真帆、黄川田隆洋、山崎憲慈、郷原一寿
    • 学会等名
      水関連研究ミニシンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] トレハロース輸送体を発現したCHO-K1細胞の凍結保存における保存期間依存性2018

    • 著者名/発表者名
      内田努、古川真帆、黄川田隆洋、山崎憲慈、郷原一寿
    • 学会等名
      雪氷研究大会(2018・札幌)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Storage-period dependence in cryopreservation of CHO-TRET1 cells with trehalose2018

    • 著者名/発表者名
      T. Uchida, M. Fufukawa, T. Kikawada, K. Yamazaki, K. Gohara
    • 学会等名
      Int. Sympo. on Cryosphere and Biosphere
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] CHO細胞の凍結保存に最適な細胞内トレハロース濃度の推定2017

    • 著者名/発表者名
      内田努、古川真帆、黄川田隆洋、山崎憲慈、郷原一寿
    • 学会等名
      第62回低温生物工学会年会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Thermodynamic study of residual water content in sediments in equilibrium with gas hydrates2017

    • 著者名/発表者名
      V. Istomin, E. Chuvilin, B. Bukhanov, T. Uchida
    • 学会等名
      9th Int. Conf. Gas Hydrates (ICGH9)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2017-07-21   更新日: 2020-03-30  

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