インクジェット技術を利用した細胞Durotaxis誘導基材作製の確立

本研究は、細胞が基材の硬さを認識し、軟から硬領域を指向し遊走する現象（Durotaxis）について、この現象を制御することで細胞の分化能を基材の物性から制御する足場基材の設計技術を目指している。具体的には、ハイドロゲルの表面にインクジェットパターニング技術を用いて極微量の加水分解酵素を滴下する。滴下後、酵素加水分解反応が進むことでハイドロゲルの弾性を改変させる。この方法を用いて複雑なパターンでハイドロゲルの弾性勾配を作り出し、この表面で細胞の振る舞いを解析することで、Durotaxis誘導を任意に制御できるような手法の確立を進めている。研究実績：原子間力顕微鏡を用いた弾性測定法の実験系の構築に向けて、ゼラチン以外のナノファイバー材料を用いた手法についても検討を進めた。実験に用いたポリL乳酸ハイドロゲルについて、走査電子顕微鏡観察により数十nmのナノファイバーネットワーク構造であることを確認した。しかしながら、ファイバー密度が不均一な構造であることも確認しており、この構造は酵素加水分解による弾性勾配の制御に影響が出ることが示唆され、今後さらに検討する必要がある。本研究で培ったハイドロゲル表面観察技術を応用して、湿度の制御が必要な微生物の増殖過程を光学顕微鏡観察する手法を確立した。この方法で得られたタイムラプス観察動画は、Nikon Small World CompetitionのHonorable Mentions に選出するに至った。また、本研究に関連する共著論文を3報発表した。

本研究は、細胞が基材の硬さを認識し、軟から硬領域を指向し遊走する現象（Durotaxis）について、この現象を制御することで細胞の分化能を基材の物性から制御する足場基材の設計技術を目指している。具体的には、ハイドロゲルの表面にインクジェットパターニング技術を用いて極微量の加水分解酵素を滴下する。滴下後、酵素加水分解反応が進むことでハイドロゲルの弾性を改変させる。この方法を用いて複雑なパターンでハイドロゲルの弾性勾配を作り出し、この表面で細胞の振る舞いを解析することで、Durotaxis誘導を任意に制御できるような手法の確立を進めている。研究実績：原子間力顕微鏡を用いた弾性測定法の実験系の構築に向けて、ゼラチン以外のナノファイバー材料を用いた手法についても検討を進めた。実験に用いたポリL乳酸ハイドロゲルについて、走査電子顕微鏡観察により数十nmのナノファイバーネットワーク構造であることを確認した。しかしながら、ファイバー密度が不均一な構造であることも確認しており、この構造は酵素加水分解による弾性勾配の制御に影響が出ることが示唆され、今後さらに検討する必要がある。本研究で培ったハイドロゲル表面観察技術を応用して、湿度の制御が必要な微生物の増殖過程を光学顕微鏡観察する手法を確立した。この方法で得られたタイムラプス観察動画は、Nikon Small World CompetitionのHonorable Mentions に選出するに至った。また、本研究に関連する共著論文を3報発表した。