細胞機能を最大限に引き出す革新的機能性界面の開発

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本研究は、米国ユタ大学との国際共同研究により、再生医療に用いる幹細胞組織を作製するための機能性バイオ界面を開発することを目的としている。令和4年度は、配向化幹細胞組織を作製するために、温度応答性のパターン化培養皿を作製した。温度応答性高分子であるpoly(N-isopropylacrylamide)(PNIPAAm)を修飾した細胞培養皿に、Acrylamide、水溶性カンファーキノンの水溶液を滴下した。その後、各種のストライブ状の幅を有するすフォトマスクを被せ、UV光照射によりAAmを光重合させてライン状のパターン構造を有する温度応答性培養皿を作製した。この培養皿では、PNIPAAmは細胞接着部位、PAAmは非接着部位として機能する。PNIPAAm、PAAmの幅や比率を変化させた様々なパターン間隔を有する培養皿を作製し、ヒト骨髄由来間葉系幹細胞を播種したところ、PNIPAAm: PAAm＝1:1、およびPNIPAAm: PAAm＝2:1の条件で間葉系幹細胞の配向が確認できた。さらに、培養を行うことで、配向化された間葉系幹細胞シートが作製できた。一方、PAAmの修飾を行っていないPNIPAAmのみの培養皿では、様々な角度でヒト骨髄由来間葉系幹細胞が接着しており、配向していない細胞シートができることを確認した。これらの結果より、パターン化温度応答性培養皿の最適設計、骨髄由来間葉系幹細胞シートの作製条件の最適化により、効率的な配向性間葉系幹細胞シートの作製が可能であることが示された。