研究課題/領域番号 |
20K20551
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研究機関 | 東京大学 |
研究代表者 |
小穴 英廣 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (20314172)
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研究分担者 |
オケヨ ケネディオモンディ 京都大学, ウイルス・再生医科学研究所, 講師 (10634652)
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研究期間 (年度) |
2020-07-30 – 2023-03-31
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キーワード | マイクロ流体デバイス / 細胞医療 / 免疫治療 |
研究実績の概要 |
本研究課題においては、微細加工技術により製作したマイクロ流体デバイス中での、異種細胞同士の1対1電気融合および融合体の再分離によって生じる細胞の形質変化(機能変化)を、細胞非侵襲的に1細胞レベルで経時追跡することを通じ、細胞の形質変化の過程、特に細胞質移植時の受容細胞の細胞周期との関連を明らかにすると共に、作製履歴が明らかな細胞のクローンを得ることにより、機能改変細胞の応用展開を加速する新手法を開発することを目指している。これは、外来遺伝子の混合を伴わない細胞質の移植による細胞機能改変という、ゲノム改変を伴わない(エピジェネティクスの調整だけによる)細胞機能改変技術となっている。 本年度の主な取り組みのひとつとして、これまでに開発してきた「細胞融合-再分離-タイムラプス観察デバイス」の改良を更に進めた。具体的には、マイクロ流路内における細胞懸濁液の流れの制御性を向上させ、マイクロオリフィス/スリットにおける異種細胞同士の1:1ペアを効率良く形成させることに取り組んだ。ここでは、マイクロ流路の高さや細胞導入ポートのサイズについて検討した。 また、外来因子を封入したジャイアントリポソームを作製し、これを細胞と融合させる事で細胞機能改変を行うという手法の可能性についても引き続き検討を行った。本年度は、ミトコンドリアを封入したリポソームの作製に取り組み、細胞からジャイアントリポソームへの細胞質移植によりミトコンドリアを内封したジャイアントリポソームを得ることに成功した。
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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
本年度は、これまでに開発してきた「細胞融合-再分離-タイムラプス観察デバイス」の改良を更に進めた。具体的には、マイクロ流路内における細胞懸濁液の流れの制御性を向上させ、マイクロオリフィス/スリットにおける異種細胞同士の1:1ペアを効率良く形成させることに取り組んだ。ここでは、マイクロ流路の高さや細胞導入ポートのサイズ、流路の内壁処理などについて検討した。その結果、細胞導入ポートの容積を20 uL程度にし、2種の細胞懸濁液の液面の高さを揃えることにより、細胞懸濁液の流れの制御性が改善し、また実験に必要な細胞懸濁液の容積もディッシュ1枚分の細胞で十分に足りるようにできるようになった。外部発表に関しては、樹状細胞へのがん細胞細胞質移植および細胞質移植後の樹状細胞のタイムラプス観察を行うマイクロ流体デバイス開発についての報告を論文に纏め、投稿した(審査中)。 また、外来因子を封入したジャイアントリポソームを作製し、これを細胞と融合させる事で細胞機能改変を行うという手法の開発について、本年度は、ミトコンドリアを封入したリポソームの作製に取り組んだ。大豆油に溶解した卵黄由来ホスファチジルコリン(EPC)を材料として作製したジャイアントリポソームと細胞とを、マイクロ流体デバイス内で1:1融合させ、細胞内にあった蛍光ラベルしたミトコンドリアの蛍光が細胞からジャイアントリポソームへ移動することを確認した。次いで、ジャイアントリポソームと細胞との融合体を、流れによって再分離させることで、ミトコンドリアを内封したジャイアントリポソームを得ることに成功した。
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今後の研究の推進方策 |
今後は、これまでに開発したマイクロ流体デバイスを用い、以下の研究項目に取り組みつつ研究を推進していくことを計画している。 1) 細胞質移植時の樹状細胞の細胞周期と移植後の樹状細胞の生育との相関解明:細胞周期をG1期, S期,M期などに同調処理した樹状細胞を用い、細胞質移植後の個々の受容細胞の動態を、タイムラプス観察により追跡する。これにより、どの細胞周期における、どのような形態/状態の細胞を細胞質移植に用いると、その後の生育が良くなるか(収率が上がるか)を明らかにすることに取り組む。 2) 樹状細胞の抗原提示能の、免疫蛍光染色を用いた評価:マイクロ流体デバイス中で生育させている細胞質移植後の樹状細胞に対し、蛍光標識された抗MHC抗体を用いてライブセル免疫蛍光染色を行い、樹状細胞表面に提示されたMHCタンパク質の定量化を行う。また、外来物質(細胞質など)を封入したリポソームの作製および細胞との融合による細胞機能改変についても引き続き技術開発を進めていく。 3) ミトコンドリア移植技術開発および被移植細胞の評価:リポソームへ内封したミトコンドリアの活性評価技術およびミトコンドリア移植後の被移植細胞の動態観察デバイスを開発し、被移植細胞の評価方法を構築する。 以上を通じて、ゲノム改変を伴わない(エピジェネティクス[後天的ゲノム修飾]の調整のみによる)高収率な細胞機能改変・高付加価値細胞作製技術を確立することを目指す。
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