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光活性化PEG脂質を用いた血球解析・単離技術の医療応用

研究課題

研究課題/領域番号 19K15366
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分27040:バイオ機能応用およびバイオプロセス工学関連
研究機関聖路加国際大学

研究代表者

山平 真也  聖路加国際大学, 医科学研究センター, 卓越研究員 (70750652)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2019年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
キーワードシングルセル / PEG脂質 / 刺激応答性材料 / 1細胞分離 / 1細胞解析 / 1細胞アレイ / T cell receptor
研究開始時の研究の概要

現在、次世代の基礎研究や創薬、そして医療の発展のために、1細胞単位で細胞を詳細に解析・単離する技術の開発が必要とされている。しかし、現状では迅速・簡便かつ安価な1細胞解析・回収手法が無く、1細胞技術を使用できる研究者・医療従事者は限られている。そこで、申請者らは、1細胞単位で生細胞を容易に操作可能な光応答性の接着剤(光活性化Polyethylene glycol(PEG)脂質)を開発した。本研究では、光活性化PEG脂質を用いた1細胞アレイ技術と1細胞回収技術を社会実装が可能な機器レベルまで発展させ、1細胞操作技術が必要とされている2種類の医療への応用研究を行う。

研究成果の概要

本研究では、1細胞単位で生細胞を容易に操作可能な光応答性の接着剤(光活性化PEG脂質)の医療応用として、1細胞操作技術が必要とされている2種類の医療課題に適用した。ヒト血球の1細胞解析では、細胞が1細胞ずつ碁盤の目状に配置された1細胞アレイ化がヒト血球でも可能であること、および本技術を適用できる細胞の種類を確認し、迅速、簡便かつ安価に毎分数十万細胞の画像解析が可能であることが確認された。ヒト血球の1細胞分離では、既存の顕微鏡を用いた直感的で簡便かつ迅速な手法により、多数のがん細胞の中から1個のヒトT細胞を単離し、がん細胞などに特異性を有するタンパク質の遺伝子配列の解析が可能であった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

次世代の基礎研究や創薬、医療の発展のために、1細胞単位で細胞を詳細に解析・単離する技術の開発が必要とされている。しかし、現状では迅速・簡便かつ安価な1細胞解析・回収手法が無く、1細胞技術を使用できる研究者・医療従事者は限られている。本研究では、光活性化PEG脂質をコートした安価な消耗品を用いる事により、一般的な研究機器のみで迅速・簡便に1細胞単位で解析・回収する技術を実証した。本技術は、ヒト血球に適用でき、医療で必要とされているアプリケーションに利用することが可能であった。したがって、現状ハードルの高い1細胞単位の研究・検査の一般化に、本技術は大きく貢献することが期待される。

報告書

(3件)
  • 2021 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2020 2019

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (1件) 産業財産権 (2件) (うち外国 1件)

  • [雑誌論文] Photo-Cleavable Peptide-Poly(Ethylene Glycol) Conjugate Surfaces for Light-Guided Control of Cell Adhesion2020

    • 著者名/発表者名
      Yamaguchi Satoshi、Takasaki Yumi、Yamahira Shinya、Nagamune Teruyuki
    • 雑誌名

      Micromachines

      巻: 11 号: 8 ページ: 762-762

    • DOI

      10.3390/mi11080762

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Facile Fabrication of Thin-Bottom Round-Well Plates Using the Deformation of PDMS Molds and Their Application for Single-Cell PCR2020

    • 著者名/発表者名
      Yamahira Shinya、Heike Yuji
    • 雑誌名

      Micromachines

      巻: 11 号: 8 ページ: 748-748

    • DOI

      10.3390/mi11080748

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Photo-responsive materials with strong cell trapping ability for light-guided manipulation of nonadherent cells2019

    • 著者名/発表者名
      Jarzebska, N. A.; Yamaguchi, S.; Izuta, S.; Kosaka, T.; Yamahira, S.; Nagamune, T.; Okamoto, A.
    • 雑誌名

      Biomater. Sci.

      巻: 7 号: 11 ページ: 4514-4518

    • DOI

      10.1039/c9bm01200a

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 細胞の配置及び回収を志向した光応答性基板の開発2020

    • 著者名/発表者名
      ○上原 廉二朗・山口 哲志・小阪 高広・山平 真也・岡本 晃充
    • 学会等名
      日本化学会第100回春季年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [産業財産権] 薄肉成形品の製造方法及びウェルプレート2020

    • 発明者名
      山平真也、平家勇司
    • 権利者名
      聖路加国際大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2020
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 外国
  • [産業財産権] 薄肉成型品の製造方法2019

    • 発明者名
      山平 真也、平家 勇司
    • 権利者名
      聖路加国際大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2019-216608
    • 出願年月日
      2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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