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Regulation of cell fate at liquid-liquid interface

液-液界面细胞命运的调控

基本信息

批准号：
19F19344
负责人：
有賀克彦
金额：
$ 1.47万
依托单位：
National Institute for Materials Science
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-11-08 至 2022-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19F19344/
关键词：
界面細胞液体分化

项目摘要

本研究では、有機溶媒と水培養液の界面で細胞培養を行いその解析を行うという、世界でもほとんど例を見ない独自研究を行う。Stem Cell などを用いた研究により、液－液界面は、単なる液体の界面ではなく、自発形成されるタンパク質ナノシートと細胞の間の力学的相互作用が細胞の成長や分化に大きな影響を与えていることを解明する。従来は、様々な固体基板上で細胞培養を行ってきたため、固体基板からの影響が不可避であった。一方、本研究は、特定の固体基板の影響を全く受けることがなく、純生体物質からなる人工細胞外マトリックスによる細胞研究ができる。組織工学やメカノバイオロジーといった研究分野において革新的な研究系となる。人為的に制御できる人工細胞外マトリックスを意図的に作成し、他の物質から全く影響を受けることのない液―液界面において、細胞の進展制御や分化制御を行うという例を見ないものである。しかも、その人工細胞外マトリックスをダイナミックに制御し、Stem Cell などの挙動を人為的に制御できるような系を開発することを目的としている。細胞培養液（水溶液）とパーフルオロカーボン（油の一種）という混じりあわない二種類の液体の界面を幹細胞の培養・分化誘導の場とする技術の開発に成功した。この液体同士の界面では、培養液中に含まれるタンパク質と別途添加したフィブロネクチン（タンパク質）よりなるナノ薄膜が形成され、その上で培養した間葉系幹細胞は、分化誘導因子を加えなくても、自ら進んで神経細胞へと分化した。通常の細胞培養には、プラスチックなどの固体材料が用いられるため、そもそも液体の上で細胞を培養すること自体が斬新な発想ですが、実際に流動的な液体だからこそ、タンパク質薄膜にしなやかな特徴が備わり、それらが幹細胞の働きかける力に応じて変形・集積化して、効率的な神経細胞への分化を促していることを突き止めた。

In this study, the interface between organic solvent and water culture medium, cell culture, analysis, and world were studied independently. Stem Cell is used to study the effects of liquid-liquid interface, liquid interface, self-formation, and mechanical interactions between cells on cell growth and differentiation. The effect of cell culture on solid substrates is unavoidable. In this study, the effects of specific solid substrates on cell growth were investigated. Tissue engineering research division, innovative research department The artificial control of cell growth, differentiation and differentiation of cells is an example of how to control cell growth, differentiation and differentiation. The artificial cell outside the Cell is controlled, and the Stem cell is controlled artificially. Cell culture medium (aqueous solution) and mixture (one kind of oil) were successfully developed at the interface of two kinds of liquids for stem cell culture and differentiation induction. The culture medium contains different substances to form thin films and to culture mesenchymal stem cells. The differentiation inducing factors are added to the culture medium to promote the differentiation of neural cells. In general, cell culture involves the use of solid materials such as liquid for cell culture, self-development, and flowing liquid for cell culture. In addition, cell culture involves the use of liquid for cell culture, liquid for cell culture, and flowing liquid for cell culture. In addition, cell culture involves the use of liquid for cell culture.