新規ナノ加工法による、付着細胞増殖の至適条件確立-素材表面と細胞形質の関連性より

• 研究課題/領域番号: 23K23064
• 補助金の研究課題番号: 22H01796 (2022-2023)
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 基金 (2024); 補助金 (2022-2023)
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分26030:複合材料および界面関連
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 野波 篤 九州大学, 医学研究院, 共同研究員 (00758419)
• 研究分担者: 中野 美紀 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 主任研究員 (20415722) ; 穂苅 遼平 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 主任研究員 (20759998) ; 栗原 一真 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 研究主幹 (90392612)
• 研究期間 (年度): 2022-04-01 – 2025-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2024年度)
• 配分額: 17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円); 2024年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円); 2023年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円); 2022年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
• キーワード: バイオマテリアル / ナノ加工 / 細胞増殖 / 医工連携

研究開始時の研究の概要

創薬・再生医療の分野において、付着細胞の接着・増殖を制御するバイオマテリアル部材の高機能化は、新たな医療技術開発に結びつき、再生医療の発展に重要な基盤技術となっている。
この付着細胞の接着・増殖を決定する因子は、付着細胞と細胞の足場となる部材の表面物性の相互作用であると考えられているが、これらの相関関係やメカニズムは統計的に明らかでなく、細胞と培養素材選択の明確な指標が無い現状である。
本研究では、医工連携により、大きく隔たりがある両学術領域の視点から研究を進め、細胞種に応じ最適な細胞の接着・増殖が可能な培養素材の設計指標の構築や培養素材の開発を行う。

研究実績の概要

1.表面タンパクの発現
以下の細胞を用いて、表面タンパク(細胞膜裏打ちタンパク質(プレクチン BP230 (BPAG1))。膜貫通タンパク質(インテグリンβ4 (CD104))などの発現をフローサイトメトリーで解析した。
上皮性細胞: DJM-1(ヒト扁平上皮癌)、A431(ヒト上皮様細胞癌)、A-375 (ヒト悪性黒色腫)、DLD-1 (ヒト結腸腺癌)、HCT116 (ヒト結腸腺癌)、HeLa (ヒト子宮頸部癌)、線維芽細胞(HEK293T/17、ヒト胎児腎細胞)、間葉系細胞(MSC、ヒト細胞由来間葉系幹細胞)、血球系細胞(NALM6、B細胞性急性リンパ性白血病)
これらのタンパクは、発現している細胞間ではほぼ一定で、一部の細胞では全く発現が見られなかった。一方でタンパクXは全ての細胞で発現があり、このタンパクが細胞の付着に重要である可能性があると考えられた。
2.細胞付着面の形状と増殖
プラスチックのABS、COP、PSを用いて、ナノ加工(幅、深さとも100nｍm)の、HEK293、A-375、 Hela、 DLD-1の増殖に対する影響を調べた。これらの加工は、加工なしのコントロールに比較して若干の増殖の減少が見られた。

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

およそ計画書に記載した実験を施行できているため。

今後の研究の推進方策

今後種々のサイズのナノ加工、マイクロ加工の細胞増殖に対する影響を解析し、その関係性を見出す。また同時にこれらの加工をしたサンプルの接触角も測定し、加工サイズ、細胞増殖との関連を探る。