| 研究課題/領域番号 |
22K04900
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| 研究機関 | 東京理科大学 |
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研究代表者 |
早瀬 仁則 東京理科大学, 理工学部機械工学科, 教授 (70293058)
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| 研究分担者 |
小川 修平 東京理科大学, 研究推進機構生命医科学研究所, 講師 (20385553)
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| 研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| キーワード | マイクロ流路 / 白血球除去 / 特異吸着 / 抗体 / マイクロスリット / CTC |
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| 研究実績の概要 |
細胞表面に凹凸があり、凹部の抗原が抗体と接触しないことが低い吸着率の原因と考える凹部仮説を提唱している。強制的に細胞を壁面に押し付けるマイクロ流路を用いて、壁面への吸着状況を観察することで、仮説の検証を試みた。流路に狭隘部を設けることで、細胞を壁面に押し付ける。具体的には、幅10-4μmのスリットを有するマイクロポストアレイを有する流路基板をシリコン微細加工により作製した。
この狭隘スリット部を細胞が通過する際に、細胞表面が壁面に接触することで特異吸着が促進されることを期待した。スリット部では、流速が遅い場合、細胞の寸法による単純な流路閉塞が生じる一方で、流速が早い場合には、細胞が受ける流体からの抗力が特異吸着を上回り捕捉されなくなる。そこで、流路壁面に抗体修飾はせずに、単純な閉塞を生じない流速を実験的に求め、10μL/minで実験を進めることにした。数値シミュレーション（Comsol）では、スリット部に球状の固形物が存在する場合に受ける抗力は約5nNと見積もられ、当研究グループの先行研究による実験では、壁面と細胞との吸着力を約5nN（両面で10nN)と見積もっており、非特異的な吸着を排除する妥当な流量と考えた。この流量で、抗体修飾の有無による吸着率の差を計測した。抗体を修飾していない場合に約10%であったのに対し、抗体を修飾した場合の捕捉率は約80%に上昇しており、高い捕捉率が観察された。細胞の壁面押しつけにより捕捉率が向上したことから、凹部仮説を支持する結果と考えている。
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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
狭隘スリット部において、従来の平板では見られなかったような特異吸着によるJurkat細胞の高い捕捉率を実現できており、順調に進んでいる。
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| 今後の研究の推進方策 |
狭隘スリットを用いた凹部仮説検証は、概ね順調に進んだ。今後は、引き続き、狭隘スリットを有する流路を用いて、白血球を活性化させた状態において、吸着状況を観察する。また、壁面への押しつけが、特異吸着に有効であることが分かったため、この知見を活かして、白血球捕捉デバイスを構築する。当初の計画通り、壁面に吸い込み穴を設け、細胞を吸い寄せることにより、強制的に細胞表面と壁面とを接触させることを狙う。一列のみの流路で、原理を検証した後、複数列を形成したマイクロ流体デバイスに発展させて、高いスループットを実現したい。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
消耗品の購入サイクルにずれあったため生じた5511円の残額は、次年度の試薬等の消耗品購入に充てる。
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