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酸化ストレスによって引き起こされる細胞システムの形態変化解析とその問題解決

公募研究

研究領域超高速バイオアセンブラ
研究課題/領域番号 26106705
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関筑波大学

研究代表者

池田 豊  筑波大学, 数理物質系, 研究員 (70425734)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
7,540千円 (直接経費: 5,800千円、間接経費: 1,740千円)
2015年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2014年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
キーワード酸化ストレス / 細胞培養 / 細胞選別 / 再生医療 / 特許出願 / 論文作成 / 学会発表
研究実績の概要

再生医療や細胞治療分野においては生体より採取した細胞を高純度化し、採取した細胞の機能及び形態を維持した培養技術が求められている。培養中に生じた過剰な活性酸素種はミトコンドリアの酸化還元電位を乱し、細胞の形態を変化させる。我々はこれまでに細胞培養環境において生じる過剰な活性酸素種を消去する培養基材を開発し、これがミトコンドリアの膜電位を変えず、髙活性な細胞状態を保つ事を示してきた。ビタミン等従来の小分子抗酸化剤は細胞内に入り込み正常なレドックス反応を阻害するのに対し、我々が開発した手法は細胞外の過剰な活性酸素のみ消去する点が異なる。本年は開発した技術を細胞選別に展開し、マウス胎児より採取した造血幹細胞を高純度で分別し、未分化性を維持したまま培養する技術の開発を試みた。これまで抗体を固定した磁気ビーズ等による目的細胞の精製が行われてきたものの、抗体の活性低下や細胞の非特異的接着などのため、その選別効果は必ずしも十分とはいえず、回収した細胞も分離器材との接触などにより、期待しない分化や細胞機能及び生存率低下を招くことが問題であった。我々は、細胞の非特異的接着抑制機能と接触等によって生じる活性酸素の消去機能を併せ持つ表面を抗体固定表面に創り込んだ新しい分離基材を設計した。造血幹細胞の未分化マーカーであるCD34に対する抗体と表面処理剤を細胞培養基材に共固定し、マウス胎児から採取した造血幹細胞を培養した。この結果、固定した抗体の機能が維持され、細胞がより高度に純化されるとともに、細胞の未分化性も維持している事が確認された

現在までの達成度 (段落)

27年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

27年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2016 2015 2014

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] A novel biointerface that suppresses cell morphological changes by scavenging excess reactive oxygen species2015

    • 著者名/発表者名
      Yutaka Ikeda, Tomoki Yoshinari, Yukio Nagasaki
    • 雑誌名

      Journal of Biomedical Materials Research, Part A

      巻: in press 号: 9 ページ: 2815-2822

    • DOI

      10.1002/jbm.a.35419

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 酸化ストレスを消去するバイオ界面を用いた細胞選別及び培養技術開発2016

    • 著者名/発表者名
      池田 豊、吉成友貴、三好浩稔、長崎幸夫
    • 学会等名
      第25回インテリジェント材料・システムシンポジウム
    • 発表場所
      東京女子医科大学(東京都新宿区)
    • 年月日
      2016-01-08
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 活性酸素を消去するバイオ界面の設計と造血幹細胞分 離への応用2015

    • 著者名/発表者名
      池田 豊、吉成友貴、三好浩稔、長崎幸夫
    • 学会等名
      第25回日本MRS年次大会
    • 発表場所
      横浜開港記念館(神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2015-12-09
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] IMPACT OF SCAVENGING OXIDATIVE STRESS DURING CELL TREATMENTS2015

    • 著者名/発表者名
      30Yutaka Ikeda, Tomoki Yoshinari, Hirotoshi Miyoshi,Yukio Nagasaki
    • 学会等名
      7th Biennial Meeting of Society for Free Radical Reseach-Asia
    • 発表場所
      Chaig Mai, Thailand
    • 年月日
      2015-11-30
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 細胞操作において生じる酸化ストレスを消去するバイオ界面の設計2015

    • 著者名/発表者名
      池田 豊、吉成友貴、三好浩稔、長崎幸夫
    • 学会等名
      第37回日本バイオマテリアル学会大会
    • 発表場所
      京都テルサ(京都府京都市)
    • 年月日
      2015-11-09
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Construction of the oxidative stress-free cell culture system2015

    • 著者名/発表者名
      30Yutaka Ikeda, Tomoki Yoshinari, Hirotoshi Miyoshi,Yukio Nagasaki
    • 学会等名
      Hierarchical Dynamics in Soft Materials and Biological Matter
    • 発表場所
      京都大学(京都府京都市)
    • 年月日
      2015-09-23
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 活性酸素を消去するバイオ界面の設計と細胞分離 基材への応用2015

    • 著者名/発表者名
      池田 豊、吉成友貴、三好浩稔、長崎幸夫
    • 学会等名
      高分子学会第64回高分子討論会
    • 発表場所
      東北大学川内キャンパス(宮城県仙台市)
    • 年月日
      2015-09-15
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Impact of ROS scavenging effect on cell culture and bio assembler2014

    • 著者名/発表者名
      Yutaka Ikeda, Tomoki Yoshinari AND Yukio Nagasaki
    • 学会等名
      25th 2014 International Symposium on Micro-Nano Mechatronics and Human Science
    • 発表場所
      名古屋大学(名古屋)
    • 年月日
      2014-11-09 – 2014-11-12
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 細胞培養において生じる過剰な酸化ストレスを消去する機能性材料の開発2014

    • 著者名/発表者名
      池田 豊、吉成 友貴、長崎 幸夫
    • 学会等名
      第67回日本酸化ストレス学会
    • 発表場所
      同志社大学今出川キャンパス(京都)
    • 年月日
      2014-09-04 – 2014-09-05
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Development of polymeric coating system to eliminate oxidative stress in cell cultur2014

    • 著者名/発表者名
      Yutaka Ikeda AND Yukio Nagasaki
    • 学会等名
      5th International Conference on Biomedical Engineering in Vietnam
    • 発表場所
      ベトナム ホーチミン
    • 年月日
      2014-06-16 – 2014-06-18
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Development Of Polymeric Coating System To Eliminate Oxidative Stress In2014

    • 著者名/発表者名
      池田 豊、吉成 友貴、長崎 幸夫
    • 学会等名
      題3回高分子学会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場(名古屋)
    • 年月日
      2014-05-28 – 2014-05-30
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [産業財産権] 改質された表面を具えた細胞培養用デバイス2014

    • 発明者名
      池田豊、吉成友貴、長崎幸夫
    • 権利者名
      筑波大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2014-05-08
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

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公開日: 2014-04-04   更新日: 2018-03-28  

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