研究課題
本研究では、高速かつ高感度にシグナルを取得できる次世代エレクトロニクス材料として注目される二次元原子薄膜材料を用いた細胞機能の計測や制御に向けた細胞―エレクトロニクス材料界面の構築を目的とした。前年度まで、主に薄層パイロリティックグラファイトを利用したバイオ界面の構築について検討し、ナノシート材料および細胞に対して親和性を発揮するニ機能性ペプチドを利用した細胞界面の構築による細胞計測について検討した。本年度は、表面電子密度変化に対して鋭敏に応答する二次元材料である二硫化モリブデンに着目し、材料表面で培養した破骨細胞によるプロトン放出の発光検出について検討した。単層二硫化モリブデンを、化学気相成長法によりカバーグラス表面に成膜した。これを70%エタノールに浸漬して殺菌した後、生理食塩水で洗浄後、バイオ界面を構築した。次に、前駆細胞RAW264.7を基板に播種してMEMα培地中で24 h培養後、sRANKLおよびTGF-βを添加した分化誘導培地で培養し、破骨細胞への分化誘導を行った。二硫化モリブデン上での破骨細胞の分化誘導を、核染色およびTRAP染色により確認した。また、基板上の破骨細胞の発光計測により発光強度の増加が確認された、得られた発光が二硫化モリブデンに由来することが確認された。このような発光強度の変化は、破骨細胞に分化していない前駆細胞領域や細胞が存在しない基板表面では確認されなかった。二硫化モリブデンは低pH条件において発光強度が増加することから、本研究で計測された単層二硫化モリブデンの発光強度の増加は破骨細胞が放出したプロトンによるpH変化に基づくものであることが示唆された。今後は、各細胞の経時的な光学イメージングによる骨吸収メカニズムの解析を進める予定である。
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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