| 研究課題/領域番号 |
20H02115
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| 研究機関 | 豊橋技術科学大学 |
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研究代表者 |
永井 萌土 豊橋技術科学大学, エレクトロニクス先端融合研究所, 教授 (00580557)
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| 研究分担者 |
沼野 利佳 豊橋技術科学大学, エレクトロニクス先端融合研究所, 教授 (30462716)
石田 忠 東京工業大学, 工学院, 准教授 (80517607)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| キーワード | オプトポレーション / ナノ秒パルスレーザ / 細胞スクリーニング / バイオレジスト |
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| 研究実績の概要 |
機能を喪失した組織への再生医療，難病への細胞治療といった先進医療の普及が渇望されている。この普及を妨げる原因は，従来の細胞の機能改変・選別技術における低質（機能が不均一で不安定）細胞の混入である。本研究では，(A)超並列核内デリバリと(B)スクリーニング技術を中核として，106個レベルで高品質（機能が均一かつ安定）の細胞を獲得するシステムの開発と学術体系の確立を最終目標とする。本研究を通じ，細胞改変・選別後の低質細胞の混入を防ぎ，効率的な再生医療・細胞医療用品質の細胞獲得を可能とする。
本研究では，高品質な導入細胞の大量生産を目指し，位置選択的なオプトポレーション法の開発を行った。本稿では以下の3項目について検討を行った。
(1)サイズの異なる光吸収体の開発：次にSU-8/PR254基板を改良した。SU-8内のPR254濃度を3倍に高め，さらにパターン径を68μmから17μmへ小さくした。HeLa細胞では半径40μmの範囲で，導入率は約66%，細胞生存率は約77%を達成した。HEK293細胞では，導入率約25%，生存率は約85%となった。A-498細胞では，分子導入に失敗したもののオプトポレーションの汎用性を一部実証した。
(2)細胞捕獲のためのバイオレジスト基板の開発： 細胞非接着性ゲルであるバイオレジストで凹構造を作り，単一細胞捕獲を行った。そのため直径30～40μmの大面積アレイパターンを作製し，再び細胞捕獲実験を行った。細胞捕獲率は，直径40μmで42%，単一細胞捕獲率は27%で最大になった。
(3)光吸収体SU-8/PR254基板とバイオレジスト基板の統合：光吸収体とバイオレジスト凹構造を重ね合わせた。両基板の重ね合わせに成功し，凹構造の中心に光吸収体を配置できた。細胞接着箇所と衝撃波発生起点をμmオーダーで制御でき，細胞への箇所・大きさの衝撃波を形成できる。
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| 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
コロナ禍に影響されたものの，各種項目においてオプトポレーションに関しての理解を深め，技術レベルを上げることができた。
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| 今後の研究の推進方策 |
利用しているステージを別の駆動方式に置き換えて，位置精度を高めること
多点での細胞スクリーニングを行うこと
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