光応答性材料を利用した細胞パターニング技術の開発と肝細胞精密共培養への応用

光响应材料细胞图案化技术的开发及其在肝细胞精密共培养中的应用

• 批准号: 12J09156
• 负责人: 古賀 晴香
• 金额: $ 1.73万
• 依托单位: The University of Kitakyushu
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2012
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2012-04-01 至 2015-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12J09156/
• 关键词: 細胞パターニング; カーボンナノチューブ; アガロースゲル; 近赤外線; 共培養; 細胞遊走; 三次元細胞組織体; 3次元細胞組織体; 金ナノロッド

これまでの研究において、「カーボンナノチューブ（CNT）複合アガロースゲル」と「光照射技術」を組み合せた細胞パターニング技術を開発してきた。この技術の最大の利点は、従来の細胞パターニング技術では実現することができなかった、任意かつ段階的な細胞パターニングを達成できることである。当年度では、このゲル基板の特徴を活かした「精密パターニング共培養技術」、「細胞遊走アッセイ技術」、「マイクロ組織体形成技術」の確立・技術の成熟を目指した。「精密パターニング共培養技術」では、ラット肝細胞とNIH-3T3細胞の段階的な精密パターニング共培養に成功し、肝細胞のみのパターニング培養よりもパターニング共培養の方が、高い肝特異機能発現を示すことを明らかにした。このとき、ラット初代肝細胞とNIH-3T3細胞パターン間の距離を変化させることによって、肝細胞の機能発現に影響する可能性を見出した。しかしこの検討についてはまだ評価が不十分であり、今後詳細を解析していく必要がある。「細胞遊走アッセイ技術」では、パターニング培養している細胞近傍から新たな細胞の伸展領域を設け、個々の単一細胞の遊走距離を評価できる手法を確立した。「マイクロ組織体形成技術」では、数100μm以上の厚みを有するCNT複合アガロースゲルを利用し、ゲル上に微細スキャフォルドを形成させる技術を確立した。この基板上でHepG2肝細胞を培養するとスキャフォルド形状に応じた三次元細胞組織体を形成した。CNTの濃度やゲルの厚みでスキャフォルドの大きさ、すなわち組織体のサイズを制御出来ることを示した。さらに、NIH-3T3細胞との共培養によって異種細胞からなる組織体を形成することが可能であった。以上の結果から、光応答性を有する「CNT複合アガロースゲル」により、精密パターニング共培養のみならず、様々な細胞培養ツールに応用できることを示した。

こ れ ま で の research に お い て, "カ ー ボ ン ナ ノ チ ュ ー ブ (CNT) composite ア ガ ロ ー ス ゲ ル" と "light technology" を group み せ た cells パ タ ー ニ ン グ technology を open 発 し て き た. こ の technology の の biggest point は, 従 の cell パ タ ー ニ ン グ technology で は be presently す る こ と が で き な か っ た, arbitrary か つ Duan Jie な cells パ タ ー ニ ン グ を reached で き る こ と で あ る. Current で は, こ の ゲ ル substrate の, 徴 を live か し た "precision パ タ ー ニ ン グ trained technology", "cell wandering ア ッ セ イ technology", "マ イ ク ロ tissue forming technology" の establishment, mature technology の を refers し た. "Precision パ タ ー ニ ン グ total culture techniques" で は, ラ ッ ト hepatocellular と NIH 3 t3 cells の Duan Jie な precision パ タ ー ニ ン グ trained に し success, liver cell の み の パ タ ー ニ ン グ cultivate よ り も パ タ ー ニ ン グ trained の が, high い liver specific functional 発 を now shown す こ と を Ming ら か に し た. こ の と き, ラ ッ ト original liver cell と NIH 3 t3 cells パ タ ー の distance between ン を variations change さ せ る こ と に よ っ て, function of liver cell の 発 now に influence す る を likely see the し た. Beg に し か し こ の 検 つ い て は ま だ review 価 が not quite で あ り, future detailed analytical し を て い く necessary が あ る. "Cell wandering ア ッ セ イ technology" で は, パ タ ー ニ ン グ cultivate し て い る cell nearly alongside か ら new た な を け, an area of cell の stretch 々 の 単 a cell の traveling distance を review 価 で き る gimmick を establish し た. "マ イ ク ロ tissue forming technology" で は, number more than 100 microns thick の み を have す る CNT composite ア ガ ロ ー ス ゲ ル を using し, ゲ ル に on micro ス キ ャ フ ォ ル ド を form さ せ る technology を established し た. Youdaoplaceholder0 HepG2 hepatocytes を were cultured on the <s:1> <s:1> substrate to form するとスキャフォ ド ド shaped に応じた three-dimensional cell tissues を to form た. Concentration of CNT の や ゲ ル の thick み で ス キ ャ フ ォ ル ド の big き さ, す な わ ち tissue の サ イ ズ を suppression out る こ と を shown し た. Youdaoplaceholder0 and NIH-3T3 cells と と co-culture によって heterologous cells らなる らなる tissue を formation する する とが とが possibly であった. の above results か ら, light 応 answer sex を have す る "CNT composite ア ガ ロ ー ス ゲ ル" に よ り, precision パ タ ー ニ ン グ trained の み な ら ず, others 々 な cell culture ツ ー ル に 応 with で き る こ と を shown し た.

项目成果

CNT複合アガロースゲルによる2D/3Dパターニング培養

使用 CNT 复合琼脂糖凝胶进行 2D/3D 图案化培养

• 发表时间: 2012
• 作者: 古賀晴香;白木原愛;佐田貴生;藤ヶ谷剛彦;中嶋直敏;中澤浩二
• 通讯作者: 中澤浩二

NIR 応答性金ナノロッド複合アガロースゲルを利用した細胞パターニング技術

使用近红外响应金纳米棒复合琼脂糖凝胶的细胞图案化技术

• 发表时间: 2014
• 期刊: 高分子論文集
• 作者: 古賀晴香;新二日市沙織;中澤浩二
• 通讯作者: 中澤浩二

CNT複合アガロースゲルによるテーラーメイド細胞パターニング技術の開発

使用CNT复合琼脂糖凝胶开发定制细胞图案化技术

• 发表时间: 2013
• 作者: 古賀晴香;白木原愛;佐田貴生;藤ヶ谷剛彦;中嶋直敏;中澤浩二
• 通讯作者: 中澤浩二

光応答性材料を用いたフレキシブル細胞パターニング技術

使用光响应材料的柔性细胞图案化技术

• 发表时间: 2012
• 作者: 古賀晴香;白木原愛;佐田貴生;藤ヶ谷剛彦;中嶋直敏;中澤浩二
• 通讯作者: 中澤浩二

三次元ティッシュエンジニアリング

3D组织工程

• 发表时间: 2015
• 作者: Iriguchi S;Yamaguchi T;山口智之
• 通讯作者: 山口智之