| 研究領域 | ナノメディシン分子科学 |
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| 研究課題/領域番号 |
23107008
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
岩田 博夫 京都大学, 再生医科学研究所, 教授 (30160120)
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| 研究分担者 |
岡本 行広 名古屋大学, 工学(系)研究科(研究院), 特任講師 (50503918)
北村 成史 京都大学, 健康長寿社会の総合医療開発ユニット, 特定助教 (50624912)
有馬 祐介 京都大学, 再生医科学研究所, 助教 (90402792) [辞退]
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| 研究期間 (年度) |
2011-04-01 – 2016-03-31
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| キーワード | リン脂質 / 単鎖DNA / 相補対形成 / Pottsモデル / 細胞凝集体 / PEG |
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| 研究実績の概要 |
(1)多種の脂質－ポリエチレングリコール－オリゴDNA複合分子（ssDNA-PEG-lipid分子）の合成：脂質を変えることで細胞膜とssDNA-PEG-lipid複合体の安定性を調べる目的で、脂質としてコレステロールまた単鎖リゾ-ホスファチジルコリンの合成を行った。(2)ssDNAまた脂質がssDNA-PEG-lipid分子と細胞膜また細胞間の相互作用の安定性に与える影響：高分子の分子内反応を基礎として考察を加えることで、その安定性に与えるssDNA鎖の長さ、また、脂質部位のアルキル鎖の２本鎖の影響とアルキル鎖の長さの影響を明らかにした。(3)細胞間相互作用によるiPS細胞やES細胞の分化誘導：研究をHigh through-putで行うためにガラス基板上の所定の位置への多種の細胞の固定化を試みた。順調に研究が進みBiomaterialsに論文が掲載された。(4)種々のDNA配列を有するssDNA-PEG-lipid複合分子の合成：制限酵素反応部位を持ったssDNA-PEG-lipid複合分子の合成を行い、細胞凝集体を作製し、制限酵素で切断を試みたものの切断できなかった。(5)複数の細胞からなる組織体の再生：ssDNA-PEG-lipid複合分子用いてまたは用いないで、複数種の細胞種からなる複合細胞凝集体を作製した。ssDNA-PEG-lipid複合分子の影響を調べている。(6)細胞アッセイおよび細胞３次元化前の２次元での細胞非侵襲回収を目指して、ナノサイズのカーボン基板を作製した。このカーボン基板上にて細胞培養を実施した結果、カーボン材料の間隔および親水疎水の違いにより細胞増殖の挙動が異なることを見出し、特に超撥水表面では、細胞の低侵襲回収に成功した。
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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
(1)多種のssDNA-PEG-lipid分子の合成：既に脂質としてコレステロールまた３種の単鎖リゾ-ホスファチジルコリンを用いてssDNA-PEG-lipid分子の合成を行った。表面プラズモン共鳴センサー表面に作成した脂質二重層との相互作用の検討を行っているところである。ほぼ計画通りに進んでいる。(2)ssDNAまた脂質がssDNA-PEG-lipid分子と細胞膜また細胞間の相互作用の安定化に与える影響：熱力学的考察はほぼ終わり、その結果と(1)の実験結果の比較を行う予定。(3)細胞間相互作用によるiPS細胞やES細胞の分化誘導：研究をHigh through-putで行うためにガラス基板上の所定の位置への多種の細胞の固定化を試みた。順調に研究が進みBiomaterialsに論文が掲載された。(4)種々のDNA配列を持ったssDNA-PEG-lipid複合分子の合成：例えば制限酵素反応部位を持ったssDNA-PEG-lipid複合分子の合成を行ったが、制限酵素で切断を試みたものの切断できなかった。少し、予想外の結果であり、その原因を調べている。(5)複数の細胞からなる組織体の再生：ssDNA-PEG-lipid複合分子用いてまたは用いないで、複数種の細胞からなる複合細胞凝集体を作製した。現在時間的経過を詳しく調べているところ。(6)細胞アッセイおよび細胞３次元化前の２次元での細胞非侵襲回収に関して、予想以上の成果を得られ、その成果は特許や査読ありの国際学会などで発表するなど当初の計画以上の成果を得られている
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| 今後の研究の推進方策 |
(1)多種のssDNA-PEG-lipid分子の合成と(2)ssDNAまた脂質がssDNA-PEG-lipid分子と細胞膜また細胞間の相互作用の安定化に与える影響と突き合わせて、目的に最適なssDNA-PEG-lipid設計指針を確立する。
(3)細胞間相互作用によるiPS細胞やES細胞の分化誘導：研究をHigh through-putで行うためにガラス基板上の所定の位置への多種の細胞の固定化方法は確立したので、２５年度はこれを用いてiPS細胞やES細胞の分化誘導を試みる。(4)種々のDNA配列を持ったssDNA-PEG-lipid複合分子の合成：例えば制限酵素反応部位を持ったssDNA-PEG-lipid複合分子の合成を行ったが、制限酵素で切断を試みたものの切断できなかった。PEG鎖の長さを伸ばす、ssDNAに余分な配列を加えるなどの工夫を行う。(5)複数種の細胞からなる組織体の再生：ssDNA-PEG-lipid複合分子用いてまたは用いないで、複数種の細胞からなる複合細胞凝集体を作製した。未だ時間的経過を詳しく調べているところ。
研究が順調に進んでいるので得られた結果を基礎に２５年度から以下の研究を開始する。
(6)２４年度の成果をもとに脂質ポリエチレングリコール分子を利用、細胞の３次元化を目指す。また、光ピンセット技術の使用により単一細胞レベルでの細胞３次元化をめざす。さらにマイクロ流路内に臓器モデル細胞を配置し、薬物評価可能なデバイスを作製することを目指す。
(7)３次元組織体の作製：生分解性高分子例えばポリ乳酸にssDNA’を固定化し、ssDNA’の相補配列を有するssDNA-PEG-lipidで表面修飾した細胞をポリ乳酸の足場の所定の位置に細胞を固定化することを試みる。これを基礎として三次元空間の所定の位置に異なる細胞を固定化下技術の確立を目指す。
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