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2018 年度 実績報告書

細胞融合現象を用いた1細胞手術によるエピジェネティック機能の制御に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 15H02009
研究機関東京大学

研究代表者

鷲津 正夫  東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (10201162)

研究分担者 オケヨ ケネディオモンディ  京都大学, ウイルス・再生医科学研究所, 講師 (10634652)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2019-03-31
キーワードマイクロ・ナノデバイス / 再生医療 / 静電気工学 / 細胞融合 / バイオナノテクノロジー
研究実績の概要

申請者らは,微細加工技術により作製したオリフィスの両側に誘電泳動により細胞を誘導・固定した後,電気パルスを与えることにより,それら2つの細胞間で高い収率(80-90%)で細胞融合を行い,融合した細胞の間で,遺伝子/細胞質中の因子/細胞膜チャネル等を移植するという独創技術を開発した。過年度までは,遺伝情報の混合を伴う場合と,伴わない場合の2つの融合に関して研究を進めてきたが,ここ数年の再生医療関連の幹細胞利用/細胞初期化の技術へのニーズの高まりを考慮し,今年度は,遺伝情報の混合を伴わない細胞融合による細胞初期化の新しい手法の開発にも注力した。
遺伝子の混合を伴う融合に関しては,細胞周期と融合後の生存率の関係について研究を行い,活動が比較的低下しているG1期同士で融合を行うことが分裂後の生存率を高めることを発見した。そこで,B細胞とミエローマの融合に関し,a)ミエローマのみG1期に同調培養を行った場合,b)両者をG1期に同調培養を行った場合,の両方について,分裂後のタイムラプス観察を行ったところ,1)融合後の1回目の分裂に至るのはa)b)いずれでも80%程度,2)2回目の分裂に至るものは,a)の場合は14%程度,b)であれば54%となる,すなわち,両方の細胞をG1期に同調培養することが,「2回目以降」の融合率の向上につながることがわかった。必ず1:1で融合するような条件で,その各々について経時追跡観察を行ってこのような知見を得たのは,おそらく本研究が初めてであると思われる。
また,遺伝子の混合を伴わない融合に関しては,マイクロ流体回路内で体細胞とiPS細胞の融合・分離を2回繰り返すことにより,体細胞の細胞質をiPS細胞の細胞質で置き換え,体細胞の初期化を行う手法の開発を行った。この手法により得た細胞質交換細胞が生存し分裂することを確認したが,遺伝子発現解析は今後の課題となった。

現在までの達成度 (段落)

平成30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

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2019 2018 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 3件) 備考 (1件) 産業財産権 (1件) (うち外国 1件)

  • [雑誌論文] A microfluidic device for isolating intact chromosomes from single mammalian cells and probing their folding stability by controlling solution conditions2018

    • 著者名/発表者名
      T. Takahashi, K. O. Okeyo, J. Ueda, K. Yamagata, M. Washizu, H. Oana
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 8 ページ: 13684(10pages)

    • DOI

      10.1038/s41598-018-31975-5

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Nucleosomes of polyploid trophoblast giant cells mostly consist of histone variants and form a loose chromatin structure2018

    • 著者名/発表者名
      Koji Hayakawa, Kanae Terada; Tomohiro Takahashi, Hidehiro Oana, Masao Washizu
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 8 ページ: 5811(15 pages)

    • DOI

      10.1038/s41598-018-23832-2

  • [学会発表] Nuclear transplantation between allogeneic cells achieved by fusion-based topological reconnection of the plasma membrane in a microfluidic system2018

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Okanojo, Kennedy O. Okeyo, Hiroko Hanzawa, Osamu Kurosawa, Hidehiro Oana, Shizu Takeda, Masao Washizu
    • 学会等名
      the 22th International Conference on Miniaturized System for Chemistry and Life Sciences (Micro-TAS2018)
    • 国際学会
  • [学会発表] "reconstitution of an epithelial-endothelial bilayer by the micromesh culture technique employing an artificial matrigel basement membrane2018

    • 著者名/発表者名
      Kennedy Omondi Okeyo, Kai Yamada, Osamu Kurosawa, Hidehiro Oana, Masao Washizu
    • 学会等名
      the 22th International Conference on Miniaturized System for Chemistry and Life Sciences (Micro-TAS2018)
    • 国際学会
  • [学会発表] Direct acquisition of individual target chromosomes isolated from single mammalian cells in a microfluidic channel for single cell/chromosome epigenetic analyses2018

    • 著者名/発表者名
      Hidehiro Oana, Tomohiro Takahashi, Kennedy O. Okeyo, Hiroshi Ochiai, and Masao Washizu
    • 学会等名
      SELECTBIO Single Cell Analysis Summit 2018
    • 国際学会
  • [備考] 東京大学大学院工学系研究科鷲津・小穴研究室

    • URL

      http://www.washizu.t.u-tokyo.ac.jp/

  • [産業財産権] 細胞製造装置2019

    • 発明者名
      岡野定雅弘・武田志津・オケヨケネディオモンディ・鷲津正夫
    • 権利者名
      株式会社日立製作所・国立大学法人東京大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      PCT/JP2019/ 3580
    • 外国

URL: 

公開日: 2019-12-27  

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