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超瞬間凍結によるクライオバイオロジーの新展開

研究課題

研究課題/領域番号 17K19028
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
研究分野 ナノマイクロ科学およびその関連分野
研究機関信州大学

研究代表者

秋山 佳丈  信州大学, 学術研究院繊維学系, 准教授 (80585878)

研究期間 (年度) 2017-06-30 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019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)
キーワード超瞬間凍結 / 凍結保存 / 低温生物学 / 凍結保護剤フリー / 瞬間凍結 / 細胞保存
研究成果の概要

細胞をそのまま凍結すると、細胞内外で生成する微小な氷の粒が生成し、これらが細胞膜や細胞小器官を傷つけるため、細胞は死滅してしまう.そのため,従来の全ての凍結保存法は,氷の粒の生成を防ぐため,凍結保護剤(有機溶媒等の化学物質)を添加することが必須だった.それに対し、我々はインクジェットによる細胞印刷技術により,細胞を微小液滴に内包し超瞬間的に細胞を凍結する技術を開発した.そして,世界で初めて凍結保護剤を用いずに動物細胞を凍結保存することに成功した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では,世界で初めての凍結保護剤不要の動物細胞凍結保存を,インクジェット技術を利用した超瞬間凍結により実現した.本研究は,主に研究に用いられる3種類の細胞において実証したが,今後はより多くの細胞への適用が望まれる。特に、凍結保護剤の影響が懸念されるヒトiPS細胞やその分化細胞、凍結保護剤の添加が望ましくない生殖医療における精子や卵子,輸血用の血液細胞などが挙げられ、臨床医療を含めた多くの医学および生物学分野への応用が期待される.

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2020 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] 凍結保護剤フリーで凍結された細胞の長期保存に向けた脱ガラス化の抑制2020

    • 著者名/発表者名
      渡部広機,瀧澤秀世,秋山佳丈
    • 雑誌名

      低温生物工学会誌

      巻: 66 ページ: 41-44

    • NAID

      130007895012

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nylon mesh cryodevice for bovine mature oocytes, easily removable excess vitrification solution2019

    • 著者名/発表者名
      Chinen Shoichiro、Yamanaka Takahiro、Nakayama Kenyu、Watanabe Hiroki、Akiyama Yoshitake、Hirabayashi Masumi、Hochi Shinichi
    • 雑誌名

      Cryobiology

      巻: 90 ページ: 96-99

    • DOI

      10.1016/j.cryobiol.2019.09.010

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 超瞬間凍結による凍結保護剤フリー細胞保存における冷却基板の影響2019

    • 著者名/発表者名
      秋山佳丈,渡部広機
    • 雑誌名

      化学とマイクロ・ナノシステム学会誌

      巻: 18 ページ: 29-32

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] Cryoprotectant-free cryopreservation of mammalian cells by superflash freezing2019

    • 著者名/発表者名
      Akiyama Yoshitake、Shinose Masato、Watanabe Hiroki、Yamada Shigeru、Kanda Yasunari
    • 雑誌名

      Proceedings of the National Academy of Sciences

      巻: 116 号: 16 ページ: 7738-7743

    • DOI

      10.1073/pnas.1808645116

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 超瞬間凍結による新しい細胞保存技術の開発に向けて2018

    • 著者名/発表者名
      秋山佳丈
    • 雑誌名

      月刊「細胞」

      巻: 50(9) ページ: 484-487

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Influence of cooling and warming rates to cell viability in cryoprotectant-free cryopreservation2019

    • 著者名/発表者名
      H. Watanabe, H. Takizawa, Y. Akiyama
    • 学会等名
      30th 2019 International Symposium on Micro-NanoMechatronics and Human Science (MHS)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] インクジェットを用いた超瞬間凍結法における冷却基板の細胞生存率への影響2019

    • 著者名/発表者名
      渡部 広機,瀧澤 秀世,秋山 佳丈
    • 学会等名
      日本機械学会 , 2019年度年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 凍結保護剤フリーで凍結された細胞の長期保存に向けた脱ガラス化の抑制2019

    • 著者名/発表者名
      渡部広機,瀧澤秀世,上野明, 山口修一,秋山佳丈
    • 学会等名
      第64回 低温生物工学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 超瞬間凍結による凍結保護剤フリー細胞保存における冷却基板の影響2019

    • 著者名/発表者名
      渡部 広機,秋山 佳丈
    • 学会等名
      化学とマイクロ・ナノシステム学会 第39回研究会(CHEMINAS39)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] インクジェット技術による超瞬間細胞凍結保存法の間葉系幹細胞への応用2019

    • 著者名/発表者名
      渡部 広機,瀧澤 秀世,山田 茂,諫田 康成,秋山 佳丈
    • 学会等名
      第28回インテリジェント・ナノ材料シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] インクジェット技術による超瞬間細胞凍結保存法のhiPS細胞への応用2018

    • 著者名/発表者名
      渡部 広機,瀧澤 秀世,山田 茂,諫田 康成,秋山 佳丈
    • 学会等名
      第70回日本生物工学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] インクジェット技術を利用した細胞瞬間凍結保存法における凍結状態の評価2017

    • 著者名/発表者名
      篠瀬真人,秋山佳丈
    • 学会等名
      日本機械学会 2018年度年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] インクジェットを利用したCPAフリー細胞凍結保存法の確立2017

    • 著者名/発表者名
      秋山佳丈
    • 学会等名
      Cryopreservation Conference 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2017-07-21   更新日: 2021-02-19  

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