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マイクロ流体チップ内の酸素分圧制御によるＥＳ細胞の選択的分化誘導

通过控制微流控芯片中的氧分压选择性诱导 ES 细胞分化

基本信息

批准号：
12J11210
负责人：
高野温
金额：
$ 1.73万
依托单位：
Tokyo Denki University
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

项目摘要

本研究では，マイクロ流体チップ上で培養雰囲気（炭酸ガス濃度，酸素ガス濃度）を調節して，動物細胞を低酸素培養するデバイスの開発を行った．最終年度は，チップ上を任意の酸素分圧に調節する方策を明らかにして，細胞を用いた検証実験を行い，それらの成果を論文にまとめ，国際誌へ投稿した．開発したマイクロ流体チップ上の培養雰囲気は，ガス透過性が高いポリジメチルシロキサン（PDMS）隔壁を介して培地と接触するジャケット液を用いる．ジャケット液は，炭酸ガス供給源の重曹と炭酸ナトリウム，酸素吸収源のアスコルビン酸ナトリウム（NaHAsc)を溶解したもので，これら試薬の濃度で培養雰囲気を調節する．実験の結果，チップ上の炭酸ガス分圧を5%にした上での酸素分圧は，0.8M重曹水に溶かす炭酸ナトリウムとNaHAscの濃度で調節でき，その関係を明らかにした．その上で，PC12細胞が低酸素培養下で生存率が低下する先行研究を受けて，開発したマイクロ流体チップによる低酸素培養の検証実験を行ったところ，先行研究を肯定する結果が得られたことから，低酸素培養デバイスとして妥当と結論付けた．加えて，ES細胞を扱う研究者からの要望より，マイクロ流体チップの非専門家でも直感的に使用できるよう改良を行った．具体的には，チップの構造をセルカルチャーフラスコ様に再設計を行い，マイクロ流体外に細胞培養面積を確保することで，用途に応じてマイクロ流体内外での培養を使い分けられるようにした．そして，このチップを用いて，マウスES細胞の低酸素培養を行ったところ，検証中ではあるが低酸素培養においてES細胞の生存率が向上した．分化誘導制御についても低酸素培養により分化誘導効率に違いが生じる傾向が見られた．以上より，低酸素によるES細胞の選択的分化誘導の目処がたち，本研究の目的はほぼ達成できたと考える．

In this study, the development of culture medium (carbon acid concentration, acid concentration) in animal cells with low acid concentration was studied. In the end, the method of adjusting the concentration of any acid in the cell is clearly stated. The culture medium on the development fluid has high permeability, high permeability and high permeability (PDMS). The concentration of carbon dioxide, carbon As a result, the concentration of carbonic acid and NaHAsc in 0.8M aqueous solution was adjusted to 5% and 5% respectively. The survival rate of PC12 cells cultured in low acid medium was lower than that of the control group. Add to this, ES cell researchers are looking for ways to improve the use of ES cells. The specific structure of the cell culture medium is designed to ensure the cell culture area outside the cell culture medium, and the application of the cell culture medium inside and outside the cell culture medium is divided into two parts. The survival rate of ES cells cultured in low-acid medium was increased. Differentiation induction control is the most important factor in the development of low-acid culture. The aim of this study is to achieve the goal of differentiation induction of ES cells induced by hypoxia.