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機能性磁性ナノ粒子を用いた高性能筋細胞バイオアクチュエータの開発

使用功能性磁性纳米粒子开发高性能肌肉细胞生物致动器

基本信息

批准号：
10J02293
负责人：
山本泰徳
金额：
$ 1.34万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2010
资助国家：
日本
起止时间：
2010 至 2012
项目状态：
已结题

项目摘要

生体外で人工的に作製した筋組織は、再生医療をはじめ、薬剤スクリーニングやバイオアクチュエータへの応用が期待される。これまでに、磁性ナノ粒子であるマグネタイトを正電荷脂質で包埋したマグネタイトカチオニックリポソーム(MCL)を用いて、筋芽細胞を磁気標識し、磁石で細胞を集積させて三次元組織の構築を行い、筋分化誘導培地で培養することで、高密度の筋管細胞が特定方向に配向した人工筋組織の作製に成功した。作製した人工筋組織において、電気刺激に応答した収縮運動がみられたが、その収縮力は生体内の筋肉組織と比較すると弱く、より収縮力の強い筋組織の構築が必要である。生体内で筋組織は、神経系を介した電気刺激によって、収縮運動することで機能と構造を維持している。一方で、試験管内での人工筋組織の培養において、培養筋組織は「脱神経状態」であるため、筋管の発達が限定されると考えられる。そこで本年度は、MCLを用いて作製した人工筋組織に、持続的な電気刺激を与えて培養を行うことによって、収縮力の高い人工筋組織の誘導を行うことができるかについて調べた。まず、電気刺激培養条件について印加電圧、パルス幅、周波数をパラメータとして検討を行った結果、分化誘導4日目から0.3V/mm、4ms、1Hzの電気刺激培養条件で電気刺激培養を行うことで、より収縮力の高い人工筋組織を誘導することができた。電気刺激培養後の人工筋組織を免疫染色した結果、顕著なサルコメア構造を確認することができた。さらに、ウエスタンブロットによる筋特異的タンパク質の発現解析を行った結果、電気刺激培養を行うことでMyosin heavy chainやTropomyosinといった筋形成・筋収縮に関与するタンパク質の発現上昇を確認した。これらの結果から、電気刺激培養が高機能な人工筋組織を誘導する方法として有用であることを明らかにした。

In vitro, the artificial tendon was used to treat the tissue, the regenerative medicine was used, and the regenerative medicine was used. In this paper, we use MCL, magnetic particles, magnetic cells, magnetic tissue, etc. The artificial tendon tissue of high density tendon tube was successfully arranged in a specific direction. In this paper, the artificial tendon tissue is used, the electrical stimulation is used to answer the test, the muscle tissue in the body is weak, and the strength of the muscle tissue is very strong. In the body, the body and the mind are involved in the use of electronic stimulation devices, which can be used to create and maintain the health care system. On the one hand, the artificial tendons in the tube are used to organize the artificial tendons, the tendons are in a state of distraction, and the ribs and tubes are up to standard. This year, MCL uses equipment to make artificial tendons, electronic stimuli and training devices to guide the production of artificial tendons. The conditions of radio and 1Hz stimulation training, the number of cycles, the amplitude and the number of cycles, the results of the experiment, the differentiation of 0.3V/mm, 4ms, and 1Hz stimulation conditions, the training of electrical stimulation, the training of high-strength artificial tendons, and the guidance of artificial tendons. After electrical stimulation, the artificial tendon tissue was used to analyze the results of immunostaining and to make sure that the artificial muscle tissue was not affected. The results of the analysis of the results of the test, the Myosin heavy chain of the training line, the formation of tendons and the formation of tendons are now confirmed by the analysis of the results of the test results and the computer stimulation of the training line, which can be used to form tendons. The results of the experiment, the computer stimulation training machine can use the artificial tendon tissue guidance method to improve the performance of the computer.

项目成果

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专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Hollow fiber bioreactor perfusion culture system for magnetic force-based skeletal muscle tissue engineering

DOI：
10.1252/jcej.11we237
发表时间：
2012-05
期刊：
Journal of Chemical Engineering of Japan
影响因子：
0.8
作者：
Yasunori Yamamoto;A. Ito;Hideaki Jitsunobu;K. Yamaguchi;Y. Kawabe;H. Mizumoto;M. Kamihira
通讯作者：
Yasunori Yamamoto;A. Ito;Hideaki Jitsunobu;K. Yamaguchi;Y. Kawabe;H. Mizumoto;M. Kamihira

Functional evaluation of artificial skeletal muscle tissue constructs fabricated by a magnetic force-based tissue engineering technique.