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バイオチップを援用したクルマエビ血球細胞の多項目フェノタイピング

研究課題

研究課題/領域番号 19J00539
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
審査区分 小区分40030:水圏生産科学関連
研究機関中央大学

研究代表者

小祝 敬一郎  中央大学, 理工学部, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2019-04-25 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2019年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワードクルマエビ / Drop-seq / シングルセル解析 / マイクロ流路 / DLD
研究開始時の研究の概要

本研究では、哺乳類細胞に最適化されたバイオチップを基に、クルマエビ血球細胞分取用バイオチップを開発することで、各血球細胞の機能解析を目指す。
具体的には、血球細胞を1.)分取できるバイオチップを作製し、分取された各血球細胞の機能を2.)遺伝子レベルおよび3.)細胞レベルで解析することを目的とする。
一連の研究により、各バイオマーカーで分類される単一の血球細胞集団の発現する遺伝子が解析できるとともに細胞機能も把握することができる。
バイオチップは他の水産無脊椎動物にも容易に応用が可能であるため、クルマエビ類にだけでなく、水産無脊椎動物の細胞学全般に有益なものである。

研究実績の概要

2019年度は、クルマエビ血球細胞をマイクロ流路にて分類および解析を行うための研究を行った。具体的には細胞のサイズに基づいた分離を行うためのマイクロ流路の開発およびシングルセルmRNA解析用の流路の作製を行った。
サイズに依存した細胞分離チップには、決定論的横置換法と呼ばれる流路上に細かなマイクロピラーを配置した粒子の分離技法を転用した。理論上の細胞分離直径を8.3μmとしたチップを設計および作製した。圧力ポンプによってチップに細胞を送液し、特定の出口から回収された細胞の面積を計測した.本細胞分離チップによって,大・小のビーズが高い精度で分離できることを確認したのち、ホルマリン固定したクルマエビ血球細胞をチップに送液した。その結果、顕微鏡下の面積が90μm2以上のクルマエビ血球細胞が特定の出口に濃縮されていた。本チップについては現在、より高精度な分離に向けてデザインの検討を行っている。
シングルセルmRNA解析チップには、既報の3系統送液チップのデザインを適用した。圧力ポンプを用いて細胞およびmRNAキャプチャービーズをチップに送液し、回収された液滴中に含まれる細胞およびビーズの割合を計測した。その結果、液滴中に細胞またはビーズがそれぞれ5%ほど封入されていた。細胞とビーズの共封入確率は0.3%ほどであり、1回の実験で約3,000個の細胞由来のmRNAが解析可能であることが示唆された。その後、メタノール固定したヒトおよびマウス由来の細胞株を用いて、シングルセルの液滴内への封入およびmRNAキャプチャービーズへの結合、逆転写反応を行い、次世代シークエンサー用のライブラリーを作製した。本ライブラリーをMiseqにてシークエンシングした結果、約500細胞が解析され、1細胞あたり3000遺伝子転写産物がシークエンス可能であった。

現在までの達成度 (段落)

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

今後の研究の推進方策

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

報告書

(1件)
  • 2019 実績報告書
  • 研究成果

    (3件)

すべて 2020 2019

すべて 学会発表 (3件) (うち国際学会 1件)

  • [学会発表] マイクロ流路チップを用いた水産生物の細胞解析2020

    • 著者名/発表者名
      小祝敬一郎・村上友樹・鈴木宏明・小山喬・菊池潔・ 豊田敦・津田宗一郎
    • 学会等名
      令和2年水産学会春季大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 機械学習によるクルマエビ血球細胞集団の分類2020

    • 著者名/発表者名
      小祝敬一郎・八木滉亮・鈴木宏明・早川健
    • 学会等名
      令和2年水産学会春季大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Isolation technique of hemocyte sub-populations of kuruma shrimp and their molecular characteristics2019

    • 著者名/発表者名
      Keiichiro Koiwai, Hidehiro Kondo, Ikuo Hirono
    • 学会等名
      Joint Conference of the 12th International Marine Biotechnology Conference and the 12th Asia Pacific Marine Biotechnology Conference
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2019-05-29   更新日: 2024-03-26  

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