Development of bioinert hierachical materials for exploring cellular mechanosensing of liquid scaffolds

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申請者は一般に細胞培養に用いられる固体基材の代わりに，水と二相分離する疎水性液体の界面で細胞培養を行う技術の開発に取り組んでいる。本研究では，液々界面に付着する細胞のメカノバイオロジーを探究するために，界面にバイオイナートな界面活性剤を被覆した階層型材料を開発することで，単独～集団状態の細胞の接着・培養に必要とされる液体足場の力学刺激を特定しつつ，液体の特徴を活かした画期的な培養システム開拓のための学術・技術基盤を築くことを目指している。初年度は，水/パーフルオロカーボン界面にバイオイナート分子としてリン脂質を修飾した界面材料の開発に取り組んだ。水/パーフルオロカーボン界面の水相側にリン脂質リポソームを添加することで，界面にリン脂質単分子膜の修飾を施した。パーフルオロカーボンの種類ならびにリン脂質の飽和／不飽和度を変えることで、界面張力が変化することを懸滴法で確認した。また、FRAP法ならびに界面レオロジー測定により、面内の分子拡散およびせん断方向の力学特性を評価した。またバイオイナート性については蛍光標識ウシ血清アルブミン（BSA）の吸着抑制によって確認した。実際に，この界面に細胞を播種すると，細胞接着性のRGDペプチド修飾リン脂質を含有させた場合のみ細胞が接着でき、それを含まない場合はフィブロネクチンを添加しても界面に細胞が接着できないことを確認した。以上より、界面の力学特性を操作可能なバイオイナートな液体界面材料の開拓に成功した。