2016 Fiscal Year Annual Research Report
弾性パターニングゲルを用いたヒトiPS細胞のフィーダーフリー高速増殖技術の開発
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15H03023
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
木戸秋 悟 九州大学, 先導物質化学研究所, 教授 (10336018)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 細胞・組織工学材料 / iPS細胞 / メカノバイオロジー / 弾性基材 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
iPS細胞の高速安定増殖を誘導する弾性場およびラミニン修飾条件の最適設計を目的として、初年度までに細胞間接着を促進する収束性運動整流化のため同心円状弾性勾配パターニングの作製を検討してきた。その過程で、培養ゲル表面へのラミニン修飾様式に関し、これまでに明確となっていなかった知見として、化学固定ラミニンと物理吸着ラミニンのiPS細胞への作用の大幅な違いを見出した。そこで第二年次は、弾性パターニンゲル上での培養に先立って、ハイドロゲル上でiPS細胞の安定した生着・増殖を実現する詳細な培養条件とiPS細胞の細胞-基材間相互作用の理解を拡充するため、表面化学と表面力学の両者を制御可能なラミニン固定化ハイドロゲル基材を作製し、iPS細胞の生着・増殖挙動を再調査した。その結果、光架橋性ゼラチンゲル上でのiPS細胞の培養に必要なラミニン固定濃度条件を決定するともに、iPS細胞の培養においては多層的に物理吸着した可動性の高いラミニン層が重要であることを見出した。また、ゲルの弾性率を変えてiPS細胞を培養し挙動を調査したところ、弾性率が低いほどコロニーが密に形成されることが観察され、基材弾性率がiPS細胞の品質に関わる可能性が示唆された。弾性パターニングした硬軟ドメインゲル上のiPS細胞の培養結果からも、コロニーの形成・拡大が軟らかい領域で生じやすい可能性が示唆されており、今後、コロニー密度の評価や生化学的な評価、培養初期におけるコロニー形成の評価を行うことで、iPS細胞の細胞-基材間相互作用の理解が深まることが期待される。第三年次にはこれらの結果を踏まえて、収束性運動により細胞接着促進のための力学場設計とともに、軟らかいゲル上でのiPS細胞の品質すなわち増殖性・細胞機能の評価を進める予定である。
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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
初年度に気づかれた、ハイドロゲル上でのiPS細胞の増殖培養に対するラミニン修飾状態の影響の最適化問題について、今年度は明確な結論を得ることができたとともに、弾性率の効果についてより本質的な知見も得ることができた。これらの整理された知見に基づけば、当初より予定している収束性運動誘導のための弾性パターニンゲル上でのiPS細胞の培養と運動評価がさらに再現性高く行うことが可能となったため、初年度に生じた若干の遅れを取り戻すことができたことによる。
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| Strategy for Future Research Activity |
今年度は、これまでに確立したラミニン修飾条件および弾性率条件を踏まえて、弾性パターニングゲル上でのiPS細胞の運動評価と、細胞機能評価にフォーカスし、iPS細胞のメカノバイオロジーに関する基盤知見の拡充を推進する。
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Research Products
(10 results)
