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2022 年度 実績報告書

細胞機能検出プローブを用いた3次元組織の動態・機能イメージング技術の開発

研究課題

研究課題/領域番号 20H04515
研究機関大阪歯科大学

研究代表者

城 潤一郎  大阪歯科大学, 歯学部, 准教授 (60511243)

研究分担者 山下 潤  東京大学, 医学部附属病院, 特任教授 (50335288)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
キーワードモレキュラービーコン / 生物機能検出 / 3次元組織
研究実績の概要

本研究の目的は、構築した3次元組織中の細胞の動態と機能を組織を生かしたままで連続的に見る、「3次元組織の動態・機能イメージング技術」を開発することである。すなわち、3次元ヒト心筋組織の成熟化刺激に対する動態・機能イメージング技術を開発し、その有効性を評価する。本研究を着実に遂行するため、3つの研究項目(①モレキュラービーコン(MB)の設計、②MBデリバリーの検討、および③3次元ヒト心筋組織に対する動態・機能イメージング)を設定した。今年度は、研究項目①および②を実施した。
研究項目①では、ヒトiPS細胞由来心筋細胞および間葉系細胞を機能的に特徴づけるmRNAを検出するMBを設計し、カチオン化ゼラチンナノ粒子を用いて単層細胞へ導入した。昨年度より、試験管レベルでは特異性の高かったMBが、細胞内レベルでは特異性が低くなるという問題が発生しており、配列の異なる複数種のMBを作製して問題点の解決を試みたが、現状では解決していない。特異性が低くなる要因が細胞にあるのかを検証するため、他の細胞を用いて、MBの特異性を確認した。
研究項目②では、カチオン化ゼラチンナノ粒子を用いて、細胞シートのMBデリバリー後の蛍光挙動を調べた。MB由来の蛍光強度は、時間経過とともに上昇した。これはMBの細胞内徐放により、標的mRNAと反応して蛍光発光するMBの数が増えたためと考えられる。
研究期間内に、研究項目③は実施できなかったが、引き続き3次元ヒト心筋組織に対する動態・機能イメージングを目指して研究を行う予定である。加えて、3次元ヒト心筋組織以外の3次元組織に対するMBデリバリーについても検討する予定である。

現在までの達成度 (段落)

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2023 2022

すべて 雑誌論文 (2件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] A Reverse Transfection System with Cationized Gelatin Nanospheres Incorporating Molecular Beacon as a Tool to Visualize Cell Function2023

    • 著者名/発表者名
      Yang W., Jo J. Tabata Y.
    • 雑誌名

      ACS Applied Bio Materials

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1021/acsabm.2c00944

  • [雑誌論文] モレキュラービーコンを用いた細胞機能イメージング技術の開発と3次元細胞集合体への応用2022

    • 著者名/発表者名
      城潤一郎、村田勇樹、田畑泰彦
    • 雑誌名

      バイオマテリアル-生体材料-

      巻: 40(4) ページ: 300-305

  • [学会発表] Development of a novel cell labelling method by the substrate-mediated intracellular delivery of molecular beacon.2022

    • 著者名/発表者名
      Jo J., Murata Y., Tabata Y.
    • 学会等名
      International Dental Material Congress (IDMC) 2022
    • 国際学会
  • [学会発表] Design of reverse transfection system with cationized gelatin nanospheres incorporating molecular beacon to visualize cell functions.2022

    • 著者名/発表者名
      Yang W., Jo J, Tabata Y.
    • 学会等名
      2022KIPS 若手高分子シンポジウム
  • [学会発表] 細胞機能可視化のためのモレキュラービーコンの細胞内徐放とリバーストランスフェクションの組み合わせ2022

    • 著者名/発表者名
      Wenxuan Yang,城潤一郎,田畑泰彦.
    • 学会等名
      第38回日本DDS学会学術集会

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公開日: 2023-12-25  

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