光反応性マトリックスによる幹細胞凝集体に対する光形態制御技術の開発

2017 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 17K20105
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 山本 雅哉 東北大学, 工学研究科, 教授 (10332735)
• 研究分担者: 田畑 泰彦 京都大学, ウイルス・再生医科学研究所, 教授 (50211371)
• 研究期間 (年度): 2017-06-30 – 2020-03-31
• キーワード: 立体組織 / 光加工 / 幹細胞凝集体 / オルガノイド / 光形態制御

研究実績の概要

本研究の目的は、細胞同士が“つく”・“はなれる”という細胞機能（細胞結合）を光加工する技術を確立することである。このため、本研究では、研究項目①光反応性マトリックスの合成、および研究項目②上皮ー間葉相互作用による光形態制御について検討する。
平成29年度では、研究項目①について、コラーゲンをトランスグルタミナーゼを用いて架橋したハイドロゲルを作製した。得られたコラーゲンゲルについて、レオメーターを用いてハイドロゲルの動的粘弾性を評価した。想定したとおり、架橋度を変化させることによって、硬さの異なるハイドロゲルを得ることができた。光反応性マトリックスについては、反応条件などを検討しているところである。一方、研究項目②について、上皮細胞として株化されたイヌ腎臓尿細管上皮細胞（MDCK細胞）を用いて、得られたコラーゲンゲル、あるいはコラーゲンを固定化したポリアクリルアミドハイドロゲル上で上皮細胞を培養できることを確認した。さらに、コラーゲンゲルを用いて、MDCK細胞をサンドイッチ培養することによって、MDCK細胞の形態が変化し、管腔状の細胞体を形成することを確認した。また、サンドイッチ培養を維持するために必要となる重りの代替法として、磁性ナノ粒子を含有したハイドロゲルを用いることにより、磁力によりサンドイッチ培養を可能とする技術を開発した。一方、上皮ー間葉相互作用を誘導するために、マウス胎児の皮膚からディスパーゼを用いて、上皮細胞、ならびに間葉系細胞を単離した。

現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

平成29年度に京都大学から東北大学へ異動となり、研究環境の整備に時間を要したため。

今後の研究の推進方策

光反応性マトリックスの合成について、研究進捗に若干の遅れが生じているため、平成30年度には、光反応性マトリックスに関する研究を重点的に推進する。また、より研究を推進するために、対象を毛組織に限定せず、かつマウスから単離する繁雑な作業を必要とする上皮ー間葉系細胞の組み合わせに加えて、MDCK細胞や腸上皮細胞など、実験が容易な様々な株化された上皮細胞を用いて研究を行う。