2022 Fiscal Year Research-status Report
細胞分析デバイスよる細胞外シグナルの計測およびその細胞の未来予測
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21K04194
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
中島 義賢 大阪大学, エマージングサイエンスデザインR3センター, 特任准教授(常勤) (40408993)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
酒井 政道 埼玉大学, 理工学研究科, 教授 (40192588)
水木 徹 東洋大学, バイオ・ナノエレクトロニクス研究センター, 研究助手 (80408997)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 細胞外シグナル / 分析デバイス / プロトン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題である、細胞外シグナルの計測によるその細胞の未来予測ができる分析デバイス作成に向けて、プロトンを取り込むとその抵抗率を変える材料の評価を行った。
動作環境は細胞培養下を想定しているため、材料および分析デバイスには次の2つのことが求められる。１）使用する材料が、培養液により腐食や融解が起こらないこと、２）使用する材料から細胞へ有害な影響を及ぼさないことである。
そこで、使用する材料のLaAlO3基板上に成膜したNdNiO3層について、成膜直後と（培養液の代わりに同pH値の）pH標準液に浸漬させ、それぞれのサンプルをTEMとXRDを用いて結晶構造の評価を行った。いずれの測定法においても、pH標準液による結晶構造の変化がないことが分かった。つぎに、この基板上へ細胞播種を行い、その細胞毒性について調べた。細胞培養を行い、基板表面での観察を行ったところ、この基板では細胞の接着が困難であることが分かった。細胞は溶液中でカルボキシル基などにより負に帯電する。一方で、基板にガラスやPDMSを選択した場合には、同様に表面が負に帯電するため、このような基板では側鎖にアミノ基(NH3+)を有するポリ-L-リジンなどを細胞接着させるために用いる。NdNiO3/LaAlO3基板の表面にポリ-L-リジン処理を行い評価を行ったところ、細胞接着が確認できたため経過観察を行った。細胞増殖の確認後に細胞生存率を調べたところ67.7%（通常環境下では94%）であった。分析デバイスに用いるNdNiO3/LaAlO3基板上に細胞を接着・培養させることはできたが、通常環境に比べて20％ほど低く、その原因の解明を行っている所である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
初年度に予定していて半導体不足により納品が遅れていた計測器などが整い、計測環境を整備することができた。
そして、プロトンの取り込みによりその抵抗率を変えるNdNiO3材料について、分析デバイスとして動作させる環境下で使用可能であることを明らかにすることができた。細胞毒性が低く、良好な細胞接着性が得られる、細胞とNdNiO3材料の間に用いるコーティング剤の検討が残っているが、次年度において、細胞の未来予測のための計測が可能な段階におおよそ進んだと考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
細胞から放出されるプロトンを検出できるデバイスの作成し、正常細胞と老化細胞の計測・判定を行う。プロトンの放出量から正常細胞と老化細胞に分類することが可能かについての実験を行うことを計画している。
植え継いだ細胞は一斉に老化細胞になるわけではないため、正常細胞と老化細胞の分類・仕分けが可能であれば、老化細胞のみを集め、それらから発せられるシグナルから老化現象の理解が深められると考える。
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| Causes of Carryover |
電子顕微鏡を用いた材料評価の実験（学内）を優先し、共同研究先（学外）での実験の計画を変更したため。
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