システムバイオロジーに向けた細胞活性リアルタイム分析用プラットホームの構築

系统生物学实时细胞活性分析平台的构建

基本信息

批准号：
18048010
负责人：
山本貴富喜
金额：
$ 1.86万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
2006
资助国家：
日本
起止时间：
2006 至 2007
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-18048010/
关键词：
細胞培養マイクロ流体デバイスマイクロ電気化学センサ

项目摘要

細胞や組織が持つ高度な生体システムを調べるためには,細胞を限りなく生体内に近い環境下で培養しつつ,様々な薬物による刺激が細胞内へそして細胞外へとどのような代謝系を介して伝搬するか,あるいはその刺激が細胞機能の発現や組織形成にどのように関与するかを総合的に分析するようなプラットホームが必要となる。本研究では,数10μm〜数mmの微小な細胞培養チャンバと薬物・培養液などを供給するマイクロポンプによって細胞や組織の培養を行いつつ,蛍光イメージングによって細胞や組織の局所部位に与える薬物刺激の細胞内伝搬をモニタすると共に,細胞や組織の構造変化や細胞集団からの組織形成過程とその機能発現など,多彩な細胞活性のリアルタイム検出を行うマイクロデバイスの開発を目的としている。今年度は,半透膜で仕切られた上下2つのコンパートメントを持ち,かつ各々のコンパートメント内のオンチップの灌流培養を実現する,マイクロ灌流培養デバイスを開発した。本デバイス内には各コンパートメン内の蛍光基質の検出が出来るように光ファイバの検出系も内蔵されており,オンチップで灌流培養から検出までが出来るようなシステムとなっている。ヒト結腸癌由来のCaco-2細胞の基底膜側から頂端膜側の薬剤排出機構の解明のため,本デバイス内でCaco-2細胞を培養しつつ,上下のコンパートメントに薬物排出トランスポーターとして知られるp-glycoproteinの蛍光基質であるrhodamine123を添加したところ,Caco-2細胞の極性輸送能によって基底膜側から頂端膜側にrhodamine123が極性輸送される様子が本デバイス内でリアルタイムで観測された。これまで,同一のサンプルに対しての薬物排出過程の動態を調べることは非常な困難つきまとい報告例が全く無かったが,本デバイスを用いれば長期の培養からセンシングまでをシームレスに高感度検出できることが証明された。

为了研究细胞和组织的先进生物系统，需要一个平台，使细胞在尽可能靠近身体的环境中培养，并全面分析代谢系统，以使各种药物刺激传播到细胞中，或者刺激如何参与细胞功能和组织形成的表达。 This research aims to develop microdevices that cultivate cells and tissues using a micropump that supplies small cell culture chambers of several tens to several millimeters, and micropumps that supply drugs and culture fluids, and monitor the intracellular propagation of drug stimuli to local sites of cells and tissues by fluorescent imaging, and to real-time detection of a variety of cell activities, including structural changes in cells and tissue formation processes from cell populations,及其功能表达。今年，我们开发了一种微灌注培养装置，该装置具有两个上下隔间，由可半透明的膜隔开，并在每个隔间内实现片上灌注培养物。该设备还具有内置在设备中的光纤检测系统，以检测每个隔室内的荧光底物，从而可以执行芯片灌注培养和检测。为了阐明从地下膜到源自人类结肠癌的Caco-2细胞的顶部膜的药物排泄机制，当若丹明123（一种Rhodamine123）（一种荧光蛋白的荧光底物），被称为药物排泄蛋白的荧光底物，将其添加到上层和下部的cac3细胞中，同时培养该型cac3细胞，并在该型细胞中培养了caco-2 rond，并在该设备中培养了caco-2的细胞，并在该设备中，并在该设备中培养了caco-2 rhod rond and caco-2在该设备中，实时观察到顶部膜侧。到目前为止，没有报道的病例非常困难地研究同一样品的药物排泄过程的动力学，但是已经证明，使用该设备可以无缝检测从长期培养到传感的高度敏感的检测。

项目成果

期刊论文数量（3）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

An integrated microfluidic system for long-term perfusion culture and on-line monitoring of intestinal tissue models

DOI：
10.1039/b717091b
发表时间：
2008-01-01
期刊：
LAB ON A CHIP
影响因子：
6.1
作者：
Kimura, Hiroshi;Yamamoto, Takatoki;Fujii, Teruo
通讯作者：
Fujii, Teruo

Active immobilization of biomolecules on a hybrid three-dimensional nano-electrode by dielectrophoresis for single-biomolecule study

通过介电泳将生物分子主动固定在混合三维纳米电极上用于单生物分子研究

DOI：
发表时间：
2007
期刊：
Nanotechnology
影响因子：
3.5
作者：
Hiroshi Kimura;Takatoki Yamamoto;Hitomi Sakai;Yasuyuki Sakai and Teruo Fujii;Takatoki Yamamoto and Teruo Fujii
通讯作者：
Takatoki Yamamoto and Teruo Fujii

Microfluidic Perfusion Culture of Human Hepatocytes

人肝细胞的微流体灌注培养