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2015 年度 実施状況報告書

弾性率可変マイクロゲルファイバーマトリックスを用いた異種細胞の自発的機能的局在化

研究課題

研究課題/領域番号 15K12513
研究機関九州大学

研究代表者

木戸秋 悟  九州大学, 先導物質化学研究所, 教授 (10336018)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2017-03-31
キーワード再生医工学 / 組織形成 / 組織再生 / 細胞運動
研究実績の概要

機能的生体組織の形成の基礎原理となる細胞自身の『自発的機能的局在化』運動を誘導する三次元微視的培養力学場の設計技術を確立するとともに、異種細胞の共培養系において各々の細胞を適所に局在化させ得る細胞操作型の足場材料の開発を目的とし、初年度は細胞の三次元走性を制御するファイバーゲルマトリックスの弾性設計に取り組んだ。これまでに予備的に立ち上げている、弾性率可変および接合度調節可能のマトリックス作製法である、光架橋性ゼラチンの電解紡糸メッシュの膨潤ファイバーゲルマトリックスについて、その弾性場の系統的設計を行った。細胞の三次元局在化についてより応用実践性の高い系として、がん細胞の浸潤モデルを導入し、悪性度に依存した三次元浸潤挙動に対する力学場の効果を検証したところ、悪性度の高いがん細胞が特に高い浸潤能を示すファイバーゲルマトリックスの弾性率値には特定の弾性率帯が存在することを見出した。このことは特定の運動表現型を有する細胞種に依存した、ファイバーゲルマトリックス内への自発的局在化が可能となることを示唆する成果である。

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

研究目的である、異種細胞の自発的機能的局在化に向けた、細胞の三次元運動制御のための人工細胞外マトリックスの微視的力学場設計の手法はほぼ確立された。この技術とマトリックス設計のための条件設定を踏まえて、異種細胞共培養系への適用が可能となっているため。

今後の研究の推進方策

異種細胞の共培養系における、それぞれの種類の細胞の自発的機能的局在化の実現に向け、第二年次は上皮系細胞、間質系細胞の空間配置、局在化に取り組み。この際、上皮ー間葉相互作用の活用も視野に入るため、自発的機能的局在化を経て、器官原基の高効率作出技術へと発展させるべく、使用する細胞として間葉系幹細胞についても導入する予定である。

次年度使用額が生じた理由

研究成果発表のための予定していた旅費については、招待講演に含めて行うことができたため、先方支出となった事情により予定金額まで使用せずに済んだことと、装置の保守等を見込んでいたその他費目についても特に使用せずに済んだことの二点が理由である。

次年度使用額の使用計画

物品費としての有効活用に充てるとともに、成果発表と情報収集における旅費の支出に確保する。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2016 2015

すべて 学会発表 (4件) (うち国際学会 1件、 招待講演 3件)

  • [学会発表] Live imaging of paxillin in durotactic migrating cells on the micro-elastically patterned hydrogels2016

    • 著者名/発表者名
      Thasaneeya Kuboki, Takeharu Nagai, Yoshiyuki Arai, Tomoki Matsuda, Satoru Kidoaki
    • 学会等名
      日本機械学会第28回バイオエンジアリング 講演会
    • 発表場所
      東京工業大学
    • 年月日
      2016-01-09
    • 招待講演
  • [学会発表] 細胞を操作するマイクロ・ナノメカニクスシステム2015

    • 著者名/発表者名
      木戸秋 悟
    • 学会等名
      化学とマイクロ・ナノシステム学会 第32回研究会
    • 発表場所
      北九州国際会議場
    • 年月日
      2015-11-26
    • 招待講演
  • [学会発表] Mechanobio-materials manipulating motility and functions of stem cells2015

    • 著者名/発表者名
      Satoru Kidoaki
    • 学会等名
      26th 2015 International Symposium on Micro-NanoMechatronics and Human Science
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      2015-11-23
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 弾性率可変マイクロファイバーゲルマトリックスにおけるがん細胞の三次元運動表現型評価2015

    • 著者名/発表者名
      仲村 悠, 木戸秋 悟
    • 学会等名
      第53回日 本生物物理学会
    • 発表場所
      金沢大学
    • 年月日
      2015-09-13

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公開日: 2017-01-06  

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