さまざまな細胞種の細胞シート作製を実現する次世代型温度応答性培養基材の開発

本研究では、さまざまな組織由来の細胞による細胞シートの調製を目指した新規温度応答性高分子ブラシ表面の設計を行い、細胞応答を通じて表面設計指針を明らかにすることを目的とする。最終年度では、波長530 nm付近の可視光によって光熱効果を示す金ナノ粒子の表面にPIPAAmを修飾後、ガラス基板表面上に固定化することで、光熱効果を利用した温度応答性細胞培養基板の作製を目指す。粒径30 nmの金ナノ粒子を分散した水に、片末端にトリチオカーボネート基を有するPIPAAmを添加し、4℃で終夜反応後、遠心分離によりPIPAAm修飾金ナノ粒子(PIAuNP)を得た。作製したPIAuNP分散液中にトリアジン系縮合剤を添加後、表面にアミド基を有するガラス基板上に滴下することで、PIAuNP固定化基板を作製した。作製した基板はATR/FT-IR測定および紫外可視分光光度計により、基板上にPIAuNPが固定化されていることを確認した。次に、ウシ頸動脈由来血管内皮細胞を基板上に播種し、可視光を基板下部から照射しながら32℃で培養した結果、光照射した基板のみ細胞の接着が観察された。これは金ナノ粒子の光熱効果により、可視光が照射された粒子表面のPIPAAm鎖が脱水和・凝集し、基板表面が疎水化したことで細胞が基板表面上に接着したものと考えられる。また、可視光照射部位を制御した結果、一部で光が照射された形状に細胞が接着した。一方でランダムの形状で接着している部位も観察された。これは基板上に固定化した金ナノ粒子にムラが存在する、可視光照射部位の制御が困難、などが原因として考えられる。しかしながら、光照射によって細胞の接着が可能であることから、2種類以上の細胞による共培養細胞シートを作製できることが示唆された。以上の結果から、様々な細胞種に応じて、本手法を用いた表面設計の指針を議論することが期待される。

本研究では、さまざまな組織由来の細胞による細胞シートの調製を目指した新規温度応答性高分子ブラシ表面の設計を行い、細胞応答を通じて表面設計指針を明らかにすることを目的とする。最終年度では、波長530 nm付近の可視光によって光熱効果を示す金ナノ粒子の表面にPIPAAmを修飾後、ガラス基板表面上に固定化することで、光熱効果を利用した温度応答性細胞培養基板の作製を目指す。粒径30 nmの金ナノ粒子を分散した水に、片末端にトリチオカーボネート基を有するPIPAAmを添加し、4℃で終夜反応後、遠心分離によりPIPAAm修飾金ナノ粒子(PIAuNP)を得た。作製したPIAuNP分散液中にトリアジン系縮合剤を添加後、表面にアミド基を有するガラス基板上に滴下することで、PIAuNP固定化基板を作製した。作製した基板はATR/FT-IR測定および紫外可視分光光度計により、基板上にPIAuNPが固定化されていることを確認した。次に、ウシ頸動脈由来血管内皮細胞を基板上に播種し、可視光を基板下部から照射しながら32℃で培養した結果、光照射した基板のみ細胞の接着が観察された。これは金ナノ粒子の光熱効果により、可視光が照射された粒子表面のPIPAAm鎖が脱水和・凝集し、基板表面が疎水化したことで細胞が基板表面上に接着したものと考えられる。また、可視光照射部位を制御した結果、一部で光が照射された形状に細胞が接着した。一方でランダムの形状で接着している部位も観察された。これは基板上に固定化した金ナノ粒子にムラが存在する、可視光照射部位の制御が困難、などが原因として考えられる。しかしながら、光照射によって細胞の接着が可能であることから、2種類以上の細胞による共培養細胞シートを作製できることが示唆された。以上の結果から、様々な細胞種に応じて、本手法を用いた表面設計の指針を議論することが期待される。