| 研究課題/領域番号 |
23K23078
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| 補助金の研究課題番号 |
22H01810 (2022-2023)
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 基金 (2024)
補助金 (2022-2023) |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分26040:構造材料および機能材料関連
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
馬渕 守 京都大学, エネルギー科学研究科, 教授 (00358061)
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| 研究分担者 |
袴田 昌高 京都大学, エネルギー科学研究科, 准教授 (30462849)
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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 (2024年度)
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| 配分額 *注記 |
17,810千円 (直接経費: 13,700千円、間接経費: 4,110千円)
2024年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2023年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2022年度: 11,310千円 (直接経費: 8,700千円、間接経費: 2,610千円)
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| キーワード | 細胞 / 機械的刺激 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
ナノポーラス金アクチュエータを用いて二次元細胞集団の細胞シートに周期引張刺激を与え、細胞集団の応力状態・形態学的特徴、遺伝子・タンパク質発現の分析から、細胞集団の機械的刺激感知機序解明の方法論を確立する。また、アクチュエータを三次元人工細胞組織に適用し、三次元細胞集団における機械的刺激感知機序を解明する。さらに、共培養細胞シート、スフェロイド、オルガノイド等生体器官に近い複雑人工細胞集団に応用し、これらの細胞集団の配向や分化等の制御を試みる。
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| 研究実績の概要 |
ナノポーラス (np) 金アクチュエータを用いてヒト線維芽細胞シートに周期引張刺激を負荷した。ウエスタンブロッティング(WB)とリアルタイムPCR(RT-PCR)により、機械的刺激感知に関連するマップキナーゼ(MAPK)経路、細胞―細胞間結合のカドヘリンーカテニン複合体等の細胞内シグナル伝達経路のシグナルタンパク質と遺伝子発現量を定量化する環境を整え、実験を進めつつある。
また、先の予定であった、細胞シート以外の細胞集団であるオルガノイドについても前倒しして作製条件を検討した。間葉系幹細胞・血管内皮細胞・線維芽細胞を標準的なプロトコルで培養し、これらを適切な比率で配合することで、直径100マイクロメートル程度の細胞凝集体を作製できることがわかった。この細胞凝集体を原材料としてオルガノイドを作製するプロトコルを調べている。この過程で試行的に作製されたオルガノイド内部を3次元免疫蛍光標識法により観察すると、血管内皮細胞が毛細血管網を形成していることが確認された。また、RT-PCR解析により、この試行サンプル中で間葉系幹細胞の肝分化が良好に進んでいることがわかった。
なお、実験の優先度を再考し、当初予定にあった、牽引力顕微法 (TFM法) と蛍光共鳴エネルギー移動法 (FRET法) によりヒト線維芽細胞シートが受ける応力の分布状態を定量的に調べる、という実施内容は先送りした。
そのほか、細胞シートを原材料とし、高密度細胞組織を作製することを試みた。毛細血管ネットワークを有した細胞シートを原材料として用い、かつ組織中央に人工的に流路を設けた場合、生細胞率が最も高かった。
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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
当初予定にあった牽引力顕微法 (TFM法) と蛍光共鳴エネルギー移動法 (FRET法) により、ヒト線維芽細胞シートが受ける応力の分布状態を定量的に調べる、という実施項目は先送りしたが、その分の研究資源をオルガノイド作製に充て、試行サンプルが良好に作製できたことから、総合的に見て順調であると考える。
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| 今後の研究の推進方策 |
引き続き、機械的刺激を与えた細胞シートに対するWBとRT-PCR分析を進めるとともに、オルガノイドの作製条件を最適化する。
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