インスタント細胞・組織の開発

• 研究課題/領域番号: 21K19886
• 研究種目: 挑戦的研究(萌芽)
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 中区分90:人間医工学およびその関連分野
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 西川 昌輝 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 講師 (40843149)
• 研究分担者: 酒井 康行 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (00235128) ; 佐藤 繭子 国立研究開発法人理化学研究所, 環境資源科学研究センター, 技師 (80550376) ; 木村 聡 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 技術専門職員 (00420224)
• 研究期間 (年度): 2021-07-09 – 2023-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2022年度)
• 配分額: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円); 2022年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円); 2021年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
• キーワード: 細胞 / 凍結 / 保存 / 組織

研究開始時の研究の概要

細胞の凍結保存は、医療や基礎研究分野のみならず畜産など産業分野でも広く行われている。常温での保存法が確立されれば、保存や輸送コスト、災害時のサンプル損失リスクなどの大幅低減が期待される。凍結乾燥による常温保存の試みは動物の精子で試みられ、高い生存率や生殖機能の維持が報告されている。しかし従来の方法では、より複雑な内部構造を持つヒトの通常細胞に応用することは困難である。そこで我々は、新たなアプローチでこの問題を克服し、室温で保存でき、復水により使用可能な 「インスタント細胞・組織」 の開発を目指す。

研究成果の概要

本研究では、細胞組織を、これまで生細胞への適用報告のない加圧凍結や極低温乾燥という特殊な条件下で凍結乾燥することで、室温で保存できいつでも復水により使用可能なインスタント細胞の開発を試みた。まず、ヒト肝ガン由来細胞株HepG2を用い、加圧凍結と従来の凍結法を比較したところ、細胞形態、増殖、グルコース消費量において有意な差は見られなかった。次に、極低温乾燥・再水和法の検討を行った。細胞形態は通常培養細胞と変わらず、グルコース消費も確認されたが、増殖は見られなかった。以上のように、加圧凍結法が従来凍結法と同等であることが示されたが、極低温乾燥、再水和のプロセスの改善が必要であることがわかった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究のさらなる進展により、細胞保存、創薬試験、再生医療の分野において、技術的な革新が起こると想定する。細胞保存においては、保存、輸送、スペースといったコストや災害時リスクの最小化が期待される。創薬試験においては、複数の臓器オルガノイドをひとつのチップに搭載するような複雑なデバイスであっても、復水するだけで簡単に使用可能なデバイスとして、一つの機関で大量に生産し、安定した品質で販売することが容易となると期待され、近未来の創薬試験デバイスで必須の技術となると考える。