2012 Fiscal Year Annual Research Report
Fabrication of structually comlicated soft tissue such as liver-tissues and understanding its biological function of teh fabricated liver-tissue
| Project Area | Hyper Bio Assembler for 3D Celluler Innovation |
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| Project/Area Number |
23106009
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| Research Institution | Tokyo Women's Medical University |
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Principal Investigator |
大和 雅之 東京女子医科大学, 医学部, 教授 (40267117)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中山 正道 東京女子医科大学, 医学部, 講師 (00338980)
秋山 義勝 東京女子医科大学, 医学部, 講師 (20349640)
小林 純 東京女子医科大学, 医学部, 講師 (20385404)
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| Project Period (FY) |
2011-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 温度応答性高分子 / 組織工学 / 肝組織様構造 / 細胞シート工学 / 微細加工 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は肝臓の複雑構造を模倣したパターン化共培養細胞シート作製の要素技術の開発を引き続き行った。具体的には以下の３項目について評価を行った。
（１）ロボティクス技術を取り入れた精密誘導型マイクロコンタクトプリンティングシステムの開発と肝組織構築への応用では、複数回のマイクロコンタクトプリントを行うために、細胞1個の位置精度を有する非接触位置合わせ手法を開発した。x-y-z軸は1μｍ、#61553;軸は0.0025度の分解能をそれぞれ有する。複数スタンプの位置合わせ手法は次のとおりである。レーザ変位センサの走査によってスタンプ表面の凹凸パターンを計測し、スタンプ設計時の凹凸パターン情報と照合する。目標位置・姿勢との偏差を計測し、x-y-#61553;軸をそれぞれの偏差分だけ移動させる。再度、凹凸パターンの計測を行い、偏差が位置で10μｍ以下、角度で0.1度以下になるまで位置合わせ作業を繰り返した。さらに、本装置も用いて、マイクロ細胞シート作製を試みた。
（２）細胞増殖促進および細胞剥離可能な温度応答性細胞培養表面の開発することを目的に、ヘパリンを共有結合的に固定化した温度応答性細胞培養表面を新たに開発し、ヘパリンとのアフィニティー結合によりbFGFを表面に導入した。さらに、マウス線維芽細胞を用いて、温度応答性培養表面上での細胞増殖能および細胞脱着能の評価をおこない、細胞培養としての表面特性と回収した細胞シートの特性について評価を行った。
（３）培養細胞の酸素濃度に対する網羅的細胞遊走計測システムの開発し、そのデバイス設計、酸素濃度勾配存在下での評価を行い、システム系の基礎的評価を行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
温度応答性細胞培養表面と精密マイクロコンタクトプリンティングを用いた細胞外マトリックスの表面パターニング技術の開発を行いマイクロ細胞シート作製に応用した。また、迅速な細胞シートの作製を達成するために、細胞増殖および脱着を同時に可能とする新規温度応答性細胞培養基材の表面設計を行った。さらに、昨年度、作製した異なる酸素濃度環境下における培養細胞の機能評価デバイスを用いて培養細胞の遊走能の評価を行った。これらの状況から、当初の計画通りに順調に研究は進んでいると考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後の研究計画は以下の３項目を中心に進める。
１．マイクロパターン化培養表面を用いた肝実質細胞－非実質細胞シートの作製：昨年度から開始している、精密マイクロコンタクトプリンティング法を用いて、コラーゲン、ビトロネクチン、フィブロネクチンなどの細胞外マトリックスを同一表面上にパターン化コーティングするための条件の最低化を引き続き行い、得られた表面を用いて、肝組織様構造の作製についての検討、評価を行う。さらに、今年度は生体分子間のアフィニティを取り入れた表面設計を着手し、これを利用した肝細胞シート作製についても検討する。また、効果的な細胞剥離あるいは細胞接着、増殖が実現できる温度応答性細胞培養表面について知見を得るために、作製した温度応答性細胞培養表面における高分子鎖の水溶液中におけるダイナミクスについても評価を行う。
２．再構成３次元細胞組織のin vitro評価：継続して、in vitro評価系の確立を目指ために、再構成３次元組織のin vitro機能解析を行う。さらに、A01とA02の新規バイオアセンブラ技術による再構成３次元組織について、in vitro機能評価を行い、有用なデータをA01とA02にフィードバックする。
３．再構成３次元細胞組織のin vivo評価：A01とA02班がバイオアセンブラ技術で作製した再構成３次元組織をin vivoにおいて評価する。具体的には、免疫不全マウスないしラットへの移植により、生体内での再構成組織の成熟化、ホスト血管系との接続等を経時的に観察すると共に、再構成組織の機能発現を定量的に評価する。
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