2004 Fiscal Year Annual Research Report
フェムト秒レーザー誘起衝撃波による単一細胞の操作とナノ粒子導入法の開発
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16651067
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
増原 宏 大阪大学, 大学院・工学研究科, 教授 (60029551)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
開 祐司 京都大学, 再生医科学研究所, 教授 (40144498)
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| Keywords | フェムト秒レーザー / レーザー誘起衝撃波 / 動物細胞 / 単一細胞操作 / マイクロマニピュレーション / 細胞外マトリックス / 金ナノ粒子 / 微粒子導入 |
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| Research Abstract |
顕微鏡下でフェムト秒レーザーを細胞培養液に集光し、その集光点で多光子吸収によりレーザーアブレーションを誘起することにより衝撃波を発生させ、基板上に接着した単一の動物細胞をその衝撃波により剥離することに成功した。ポリスチレン基板上とコラーゲンを塗布した基板上に接着する単一細胞の剥離について調べた結果、ポリスチレン基板上にある細胞は、コラーゲンを塗布した基盤上にある細胞の10分の1の衝撃波を加えることにより剥離できることが分かった。これは本手法を用いることにより、細胞が基板に接着する力を力学パラメーターとして評価できることを示す結果である。細胞は接着タンパク質を介して基板と接着しており、ここで観測された剥離に必要とされる力の差は、接着タンパク質がポリスチレンよりもコラーゲンにより強く結合できることを示している。コラーゲンは、生体における代表的な細胞外マトリックスである。多くの体細胞は、細胞外マトリックスを経由して細胞同士が接着して組織を形成しており、この微小領域における力の測定結果は、組織形成のメカニズムをマイクロ・ナノレベルで明らかにし、制御していく上で興味深い。
さらに、液体培地中にある細胞に対して金ナノ粒子を添加し、細胞近傍中にある金ナノ粒子を細胞内に導入することに成功した。金表面にはDNAやタンパク質を担持することができ、この手法の確立により、特定の細胞に対して特定のDNAやタンパク質を発現させることができることが期待できる。
現在さらに共焦点顕微鏡を用いて、衝撃波により細胞が引き剥がされるときの細胞外骨格の挙動、衝撃波により細胞に金ナノ粒子などの異物質が導入される挙動の可視化を進めており、これらのメカニズムの詳細な解明を進めている。
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