2018 年度研究成果報告書

光応答性UCST型高分子の構築とスフェロイド形成制御

研究課題

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研究課題/領域番号	16K01389
研究種目	基盤研究(C)
配分区分	基金
応募区分	一般
研究分野	生体医工学・生体材料学
研究機関	東京工業大学
研究代表者	嶋田直彦東京工業大学, 生命理工学院, 助教 (10423972)
研究協力者	丸山厚
研究期間 (年度)	2016-04-01 – 2019-03-31
キーワード	温度応答性高分子
研究成果の概要	生理的条件下において高温溶解型の相分離挙動を示すウレイド高分子を培養細胞に添加した際、相分離温度以下で細胞凝集塊を形成し、相分離温度以上で単層へと戻ることを見出した。本研究は細胞にとってストレスの高い温度刺激ではなく光刺激によって相分離を起こす光応答性ウレイド高分子を作製し、細胞形態制御を光刺激によって行うことを目的とした。光応答性化合物であるアゾベンゼンを導入したウレイド高分子を設計、合成したところ、光照射によって相転移温度を変化させることが可能であった。この現象を利用して細胞培養用パターン化基板を作成したことろ、スフェロイドと単層培養状態を一つのプレート上で達成することができた。
自由記述の分野	生体高分子
研究成果の学術的意義や社会的意義	本研究の特色は、光応答性高分子の添加と光照射の有無によってスフェロイド培養と単層培養を切り換えられる点である。このような材料は今までに存在しておらず非常に特徴的である。さらに、任意の大きさに光照射することができるフォトマスクを使うことで、スフェロイド径の制御が可能と考えられる。また、一つの培養皿で、再播種することなく、培養形態をシームレスに切り換えられることから、注目した一つの細胞がスフェロイド中と単層培養中において形態や遺伝子発現がどのように変化するかを、リアルタイムに調べることができ、学術的に意義のある研究である。