ジャイアントリポソーム融合による生細胞へのマイクロメートルスケール人工物の導入

通过巨型脂质体融合将微米级人工制品引入活细胞

基本信息

批准号：
15J02547
负责人：
齋藤明
金额：
$ 1.47万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2015
资助国家：
日本
起止时间：
2015-04-24 至 2017-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

昨年度は，望みの巨大物質を内包させたGUV(巨大脂質二重膜リポソーム)を標的細胞と電気融合させることによってGUVから細胞へとマイクロメートルサイズの物質を導入する手法を確立した．本年度はこの結果を基に，細胞とGUVの数比率やGUV膜の組成を変化させることで，細胞への物質の導入効率がどのように影響するか調査し，導入効率の向上を図り，最適条件について検討した．また異なる細胞種を用いることで，本法による導入効率の細胞種依存性についても調査し，同じく細胞への導入可能物質についても調査した．具体的には，細胞とマイクロサイズのビーズを内包したGUVの比率を調整して導入効率を評価した．その結果，細胞に対するGUVの割合が多いほど，物質の導入率が向上することが明らかになっ．また，GUV脂質膜の組成と細胞への物質導入率の影響について調査するため，脂質膜表面電荷の異なるGUV(正，中性，負)を用いて電気融合を行い，導入率を評価した．その結果，正電荷及び負電荷脂質膜を使用して融合した場合に導入率が格段に向上することが明らかになった．加えて，細胞自体のサイズと人工物導入率の関連について調査した結果，細胞側の直径が大きいほど導入率が向上し，導入可能なサイズの上限も増加するという結果が得られた．さらに，導入可能な物質を拡大するべく調査を行った．その結果，活性を保ったまま抽出し，生細胞へ導入するのが困難とされている細胞内小器官であるミトコンドリアを，本法を用いて活性を保ちつつ細胞内に導入できることが明らかになった．以上，本年度の研究によって，本法における細胞サイズと導入可能物質との関連について従来不明であった新たな知見が得られたと共に，導入率をより向上させるパラメータが見出されたといえる．

去年，我们通过电载体GUV（巨大的脂质双层膜脂质体）建立了一种将千分尺小了个物质从GUV引入细胞的方法，该物质含有带有靶细胞的所需巨型物质。基于这些结果，我们通过改变细胞与GUV的数量比和GUV膜的组成的数量比，并试图提高引入物质的效率并检查了最佳条件，从而调查了物质转移到细胞中的效率。通过使用不同的细胞类型，我们还使用此方法研究了转导效率的细胞类型依赖性，并研究了可以引入细胞的物质。具体而言，调整了含有细胞和微粘珠的GUV之比以评估转移效率。结果，发现GUV与细胞的比例越高，引入速率越高。此外，为了研究GUV脂质膜组成的作用和物质引入细胞的速率，使用GUV（正，中性，阴性）进行电渗，并具有不同的脂质膜表面电荷，并评估了引入速率。结果，发现使用带正电和负电荷的脂质膜进行融合时，引入速率得到了显着提高。此外，我们研究了细胞本身的大小与伪影的引入速率之间的关系，发现细胞侧的直径越大，引入速率越高，并且可以引入的大小的上限越高。此外，我们进行了一项调查，以扩大可以引入的物质数量。结果，可以发现线粒体是一种难以提取并在仍然活跃的同时引入活细胞的细胞内细胞器，可以使用这种方法将其引入细胞，同时仍保持活跃。今年的研究提供了以前关于细胞大小和可以引入物质之间关系的新发现，可以说已经发现参数进一步提高了引入速度。