| 研究課題/領域番号 |
20K05294
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| 研究機関 | 東京電機大学 |
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研究代表者 |
茂木 克雄 東京電機大学, 工学部, 教授 (20610950)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| キーワード | エクソソーム / イオン濃度分極 / イオン枯渇領域 / イオン交換膜 / マイクロ流体デバイス / exosome / ion depletion zone / microfluidic device |
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| 研究実績の概要 |
本研究では、エクソソームが骨格筋に疾患因子を伝達する動的現象を捉えようとしており、最終的にはがん悪液質の発症メカニズムを解明しようとしている。
本年度は、昨年考案したＥｌｅｃｔｒｏ Ｗｅｔｔｉｎｇ Ｏｎ Ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ（ＥＷＯＤ）を取り入れたマイクロ流体技術により血管周辺の細胞組織を模擬したシステムの開発を進めた。細胞培養については、独自に考案した凹凸構造を有するマイクロ流体デバイスを使用し、血管内皮細胞を流路内に整列固定させて培養することに成功した。この培養方法では、細胞のサイズソーティングや、流路内固定、培養液の送液、試薬の導入の全てを、流路の出入口に滴下した液体の水頭差のみで行えるようにしている。そのため、シリンジポンプなどの機器を流路に取り付ける必要がなく、システムをコンパクトにできる上に、機器脱着によるコンタミネーションも防げる。さらに本年度は、細胞培養液や検査薬を流路の出入口に滴下するための装置の開発も進めた。この装置は、ロボットアームと電動マイクロピペットで構成されており、Wifiによる無線通信で操作できるため、培養細胞を扱う研究分野で最も大きな課題であった研究者の手技による煩雑な作業の自動化が可能である。これにより、調製試薬の品質が担保されるため、人的エラーを抑制した実験の解析結果が自動かつ大量に得られるようになる。この装置をシステムの基礎に据えることで、来年以降の研究を加速させていく。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
当該年度は、所属機関が変わったため実験環境を一から構築する必要があった。そこで、デバイス開発で必要となる高精度微細加工や無塵室内プロセスについては、微細加工の設備を一般開放している4大学ナノ・マイクロファブリケーションコンソーシアムのクリーンルームを利用して研究を進めた。また、生命科学実験やロボット開発については、京都薬科大学や一関高専の研究者の助力を得ることで進めることができた。これらの学外協力により、単独では実現できなかった技術開発が可能になり、所属機関の変更による遅延の影響を極力抑えることができた。結果として、新所属機関の実験環境を整備しながら、研究を進めることができた。
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| 今後の研究の推進方策 |
ロボットとEWODによる液滴操作技術については、本年度に引き続き外部施設を利用していくことで、実験項目の修正や変更をすることなく研究を遂行する。また現在、所属機関内に細胞培養実験の環境を整備しており、研究環境が構築され次第、細胞組織を用いた実験を進めて研究を加速させていく。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
当該年度は、所属機関が変わったため実験環境を一から構築する必要があった。そこで、本研究の最終成果を達成するための戦略として、新所属機関の研究環境整備を優先させたため、計画の一部を次年度に持ち越した。次年度は、所属機関内の実験環境で、細胞組織を用いた実験を実施していく。そのため、次年度の細胞培養実験に研究予算を使用する計画を立てている。
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| 備考 |
日刊工業新聞社(2022年9月22日) 深層断面／「簡単な細胞培養」に挑む モノづくり企業が開発加速
https://www.nikkan.co.jp/spaces/view/0067141
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