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細胞伸展デバイスの開発と高効率な血液細胞分化誘導法への応用

研究課題

研究課題/領域番号 23K21126
補助金の研究課題番号 21H01970 (2021-2023)
研究種目

基盤研究(B)

配分区分基金 (2024)
補助金 (2021-2023)
応募区分一般
審査区分 小区分34020:分析化学関連
研究機関日本女子大学

研究代表者

佐藤 香枝  日本女子大学, 理学部, 教授 (40373310)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2026-03-31
研究課題ステータス 交付 (2024年度)
配分額 *注記
17,160千円 (直接経費: 13,200千円、間接経費: 3,960千円)
2025年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2024年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2023年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2022年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2021年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
キーワードマイクロデバイス / 血液細胞分化 / OP9細胞 / 力学的刺激
研究開始時の研究の概要

すべての血液の源である造血幹細胞は、胎性初期の大動脈で発生する。発生には血流による力学的刺激が重要であることがAdamoらにより報告され、それ以来、多くの研究者が細胞へ与えるずり応力に着目して研究を進めているが高効率な分化誘導法は確立されていない。一方、当研究室では血管壁への血流の与える刺激はずり応力以外に細胞の伸展刺激があると考え研究を進めている。
本研究では、細胞伸展デバイスを開発し、伸展刺激を与えたOP9細胞の機能の変化を、遺伝子の転写量、タンパク質の発現、サイトカイン類の分泌など調べる。最終的に力学的刺激を積極的に使った血液細胞分化誘導法の研究に貢献する基盤技術を確立することを目指す。

研究実績の概要

血幹細胞の発生時に転写量が増える遺伝子の一部は、今回使用しているOP9細胞を細胞集塊にして培養すると増えることがMcGarveyらにより報告されている(J Exp Med. 2017)。これらの遺伝子は分化誘導に関与する可能性がある。本研究では、OP9細胞に伸展刺激を与えたときに、これらの遺伝子の中で転写量が増えるものを見いだし、これらの遺伝子を過剰発現させたOP9細胞の作製を試みた。3種類の遺伝子の過剰発現株が作製でき、これらの細胞を用いて血液細胞への分化誘導への影響を調べたところ、3つの細胞はどれも分化誘導を促進することが見いだされた。現在、これらの細胞株でタンパク質レベルで過剰発現されているのかどうかウエスタンブロッティングを用いて解析している。

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

予定通り見いだした3種類の遺伝子の過剰発現株細胞の作製に成功し、ES細胞の血液細胞への分化誘導への効果を検証できたことから、おおむね順調に進展しているとした。

今後の研究の推進方策

細胞内外シグナル伝達物質の定量をこれらの遺伝子の過剰発現株を用いて行う。リアルタイムPCRによる定量も試みる。

報告書

(2件)
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2023 2022

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 1件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Gelatin-based cell culture device for construction and X-ray irradiation of a three-dimensional oral cancer model2023

    • 著者名/発表者名
      Bessho Tomoka、Takagi Tomoko、Igawa Kazuyo、Sato Kae
    • 雑誌名

      Analytical Sciences

      巻: - 号: 6 ページ: 771-778

    • DOI

      10.1007/s44211-023-00308-6

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fabrication of a Gelatin-Based Microdevice for Vascular Cell Culture2022

    • 著者名/発表者名
      Sasaki Satoko、Suzuki Tomoko、Morikawa Kyojiro、Matsusaki Michiya、Sato Kae
    • 雑誌名

      Micromachines

      巻: 14 号: 1 ページ: 107-107

    • DOI

      10.3390/mi14010107

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] 高倍率顕微鏡観察のための着脱可能な培養流路を持つ細胞伸展デバイスの開発と応用2023

    • 著者名/発表者名
      加藤桃子、雨宮瞳、水留美音、森谷明咲希、佐藤香枝
    • 学会等名
      化学とマイクロ・ナノシステム学会 第47回研究会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Development of a cell-stretching culture microdevice with a detachable channel for high magnification microscopy observation2023

    • 著者名/発表者名
      Momoko Kato, Hitomi Amemiya, Mio Mizutome, Asaki Moriya, Kae Sato
    • 学会等名
      Royal Society of Chemistry-Tokyo International Conference
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 伸展刺激によって活性化されるOP9細胞の遺伝子が血液細胞分化に与える影響2022

    • 著者名/発表者名
      池田涼音,北島健二,原孝彦,佐藤香枝
    • 学会等名
      Chem-Bio Joint Seminar 2022
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 伸展刺激によって活性化されるOP9細胞の遺伝子が血液細胞分化に与える影響2022

    • 著者名/発表者名
      池田涼音,北島健二,原孝彦,佐藤香枝
    • 学会等名
      化学とマイクロ・ナノシステム学会 第46回研究会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] OP9細胞の伸展刺激により産生する分泌性血液細胞分化誘導因子の探索2022

    • 著者名/発表者名
      関根詩乃,佐藤 香枝
    • 学会等名
      化学とマイクロ・ナノシステム学会 第46回研究会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [図書] Principles of Human Organs-on-Chips2023

    • 著者名/発表者名
      K Sato, K Sato
    • 総ページ数
      490
    • 出版者
      Woodhead Publishing(Elsevier)
    • ISBN
      9780128236109
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2024-12-25  

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