研究課題/領域番号 |
22K04847
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研究種目 |
基盤研究(C)
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配分区分 | 基金 |
応募区分 | 一般 |
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
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研究機関 | 大阪公立大学 |
研究代表者 |
原 正之 大阪公立大学, 大学院理学研究科, 教授 (50344172)
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研究分担者 |
森 英樹 大阪公立大学, 大学院理学研究科, 准教授 (30450894)
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研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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研究課題ステータス |
交付 (2022年度)
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配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2024年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2023年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2022年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
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キーワード | 間葉系幹細胞 / 活性酸素種 / 光増感色素 / 細胞分化 / ヘマトポルフィリン / 再生医療 / 組織工学 |
研究開始時の研究の概要 |
我々は光増感色素のヘマトポルフィリンの可視光照射で生じる低レベルの活性酸素種(ROS)を培養基材の表面からMSCに負荷して培養し、ROS負荷のタイミングや強さを変えて細胞の増殖や分化を誘導できる条件を探索する事を目的とする。再生医療分野で利用される細胞外の刺激から細胞内にROSシグナルが生じる生理的機構があり、MSCの増殖、分化誘導に有利な条件の発見は期待できる。その条件を見つけられれば、低コスト化だけでなく、電気制御が可能で、将来の自動化にも対応した新たな培養技術となる。
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研究実績の概要 |
再生医療分野で細胞移植治療や組織工学デバイスの作製に広く用いられる間葉系幹細胞(MSC)は、骨・軟骨・脂肪組織など多様な細胞に分化できる潜在的な能力を持つ組織幹細胞であり、増殖や分化を誘導する培養のために生理活性物質を添加する必要があるが、その生産性を高めるためには低コストで自動制御しやすい新たな増殖・分化誘導培養技術が求められる。本研究は3年間の研究計画に沿って、光増感色素(PS)の可視光照射で生じる低レベルの活性酸素種(ROS)を培養基材の表面からMSCに負荷しながら培養し、ROS負荷のタイミングや強さを変えて細胞の増殖や分化を誘導できる条件を探索することを目的とする。初年度の研究実績として、ROS負荷材料の作製に関しては、EDC/NHSを用いた架橋反応により、ヘマトポルフィリン(HP)修飾ガラス基板を作製した。この基板について、紫外可視吸収スペクトルを測定して、HPが固体化されていることを確認した。MSCの増殖、分化、概日リズムの解析に関しては、qRT-PCRの実験に用いるプローブの設計などの準備を行った。細胞内外のROS生成測定に関しては、光照射時のROS生成を定量する為、細胞外ROSの測定(p-nitrosodimethylaniline法)により、HP修飾基板よりROSが発生する事を確認した。また、ROS検出蛍光試薬 CM-H2DCFDAを使用して細胞内ROSの測定を行った。光照射後1~3時間程度の時間差を経て細胞内ROSのレベルが上昇する事を見出した。光照射装置の改良に関しては、複数の光照射条件を一度に処理する多チャンネル化への改良を施し、光照射装置の改良などを行った。
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現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
概日リズム遺伝子の発現を調べる実験が、やや遅れ気味であるが、照射装置の改良などについては、順調に進んでおり、全体としては概ね順調に進展していると思われる。
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今後の研究の推進方策 |
2024年度は、2年目の計画に沿って、光照射条件と、それに伴う細胞へのROS刺激負荷の条件を様々に変化させて、細胞の分化制御に適した実験条件の探索を行う予定である。
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