局所的細胞融合技術を用いたミトコンドリア移植とその生物学的応用に関する研究

局部细胞融合技术线粒体移植及其生物学应用研究

• 批准号: 24810003
• 负责人: オケヨ ケネディオモンディ
• 金额: $ 1.91万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
• 财政年份: 2012
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2012-08-31 至 2014-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-24810003/
• 关键词: ミトコンドリア移植; 電気的細胞融合; 微細加工; 形質変換

本研究では、単一細胞レベルでの細胞機能制御を目指し，遺伝情報の混合を伴わない局所的電気細胞質移植法等の新しい細胞操作技術を開発している。本年度は異種の細胞を微小オリフィスを介して１：１電気融合させることにより，細胞質融合によるミトコンドリア移植を検討した。実施状況および成果を以下に示す。（１）電気的細胞質融合マイクロデバイスの作製と最適化PDMSマイクロデバイスの2本の流路を仕切る壁に，幅2μmのスリットアレイを設け，それらを挟むように電極2枚を配置した．壁は絶縁体であるため，スリット部で生じる電界集中を利用して2種類の細胞をスリット部に並列させた．その後，パルス（7V）を印加し，スリットを介して並べた細胞対を電気融合させ，8割の以上の成功率を得た．なお，スリット幅が2μmと細胞核よりも十分小さいため，融合後も核同士の接触を阻止でき，核遺伝子の混合を伴わない細胞質のみの融合を達成できた．（２）植物細胞ミトコンドリアの動物細胞への移植実験．動物細胞と植物細胞は似通った機能的要素（オルガネラ）を持ち、特にミトコンドリアに関しては、両者において同じ役割（エネルギー産生）を果たしている。そこで、本年度は、植物細胞のミトコンドリアが動物細胞内で機能できるかどうかを検討するため，植物細胞のミトコンドリアを動物細胞へ移植することを試みた．動物細胞にはマウス胎児繊維芽細胞（MEF）とジャーカット細胞を用い、植物細胞にはカイワレ大根のプロトプラストを用いた．植物のミトコンドリアをMit-Psi-Mitochondrial Permeability Detection Kitを用いて染色した後，電気的融合によりジャーカット細胞へ移植した．移植直後はジャーカット細胞内に染色した植物のミトコンドリアが存在することを確認できた．今後，長期培養による細胞応答と機能性評価を行う予定である．

This study is aimed at the development of new cell manipulation techniques, such as cell function control, genetic information mixing, and electrical cytoplasmic transplantation. This year, the cells of different species were fused by 1:1 electric current, and the cytoplasm was fused by 1:1 electric current. The implementation status and results are shown below. (1) Electric cytoplasmic fusion and optimization of PDMS, two basic flow paths, wall width of 2μm and electrode configuration. The wall is isolated from the body, and the electric field is concentrated in the body. The two kinds of cells are juxtaposed. After that, the success rate of the cell fusion was higher than that of the cell fusion. The nuclear fusion is very small, and after fusion, the nuclear fusion is prevented. The nuclear fusion is achieved by mixing the cytoplasm. (2) Transplantation of plant cells and animal cells. Animal cells and plant cells are similar to the elements of the function (), which are related to the production of animals and plants. This year, plant cell transplantation was conducted on a trial basis. Animal cells, embryonic germ cells (MEF), plant cells, etc. Mit-Psi-Mitochondrial Permeability Detection Kit was used for cell transplantation after cell fusion. After transplantation, intracellular staining of the plant was confirmed. In the future, long-term cell culture will be evaluated for its functionality.

项目成果

微細孔エレクトロポレーションデバイスを用いた細胞初期化過程の細胞周期依存性の研究

利用微孔电穿孔装置研究细胞重编程过程的细胞周期依赖性

• 发表时间: 2012
• 作者: Keiichiro Kushiro;Takai Madoka;Okeyo Kennedy Omondi
• 通讯作者: Okeyo Kennedy Omondi

INITIALIZATION AND CELL CYCLE STUDY OF SINGLE CELLS USING MICRO-ORIFICE ELECTROPORATION DEVICE

微孔电穿孔装置对单细胞的初始化和细胞周期研究

• 发表时间: 2012
• 作者: Mizuguchi N;Uehara S;Hirose S;Yamamoto S;Naito E;Okeyo Kennedy Omondi
• 通讯作者: Okeyo Kennedy Omondi

SU-8メッシュパターンにおける細胞周期回転および細胞挙動の観察

SU-8 网状图案中细胞周期旋转和细胞行为的观察

• 发表时间: 2013
• 作者: .Maikusa N;Yamashita F;Tanaka K;Abe O;Kawaguchi A;Kabasawa H;Chiba S;Kasahara A;Kobayashi N;Yuasa T;Sato N;Matsuda H;Iwatsubo T;Okeyo Kennedy Omondi
• 通讯作者: Okeyo Kennedy Omondi

東京大学大学院工学系研究科鷲津・小穴研究室

东京大学研究生院工学研究科鹫津加奈实验室