光分解性ＰＥＧ脂質表面上での、一細胞アレイ解析とハイスループット細胞選択法の開発

光降解PEG脂质表面单细胞阵列分析和高通量细胞选择方法的发展

• 批准号: 14J10672
• 负责人: 山平 真也
• 金额: $ 1.24万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2014
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2014-04-25 至 2016-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14J10672/
• 关键词: PEG脂質; 光応答性; ケージド化合物; 細胞選択; 一細胞アレイ; 細胞アレイ; 光分解性化合物; 細胞回収技術; マイクロ流路

個々の細胞を多角的に詳細解析した後に目的細胞だけを選別できる新しい技術が求められている。そこで本研究では、光応答性の細胞固定化剤であるPEG脂質誘導体を用いて一細胞アレイを作製し、顕微鏡観察の後に目的細胞のみを光照射と送液によって迅速簡便に単離することが可能な細胞チップの開発を目的とした。前年度の研究において、光分解性PEG脂質の共重合体の開発により、固定化された細胞がより光遊離しやすい表面を構築した。しかし、依然として、目的細胞の非特異的な基板への固定化力が存在し、細胞の選択にはシリンジポンプを用いて制御されたせん断応力の負荷が必要であった。今年度は、実用的な細胞選択技術の構築を目指し、非特異的な細胞の基板への固定化力をゼロとし、細胞選択アプリケーションを行うことを目的とした。そこで本研究では、光照射によって初めて細胞が固定化されるようになる新規光活性化PEG脂質を開発した。本分子を修飾した表面を用いることによって、目的の細胞のみを基板に光固定化・選別できる。この時、目的外の細胞は全く基板へ非特異吸着を起こさず、ポンプを用いない穏やかな洗浄操作によって簡便に除去できた。実用的なアプリケーションとして、血中循環ガン細胞(CTC)の単離を行った。まず、坦ガンマウスから採取した末梢血中のCTCを抗体により蛍光標識した。これを光活性化PEG脂質表面に播種し、蛍光により検出したCTCを光固定し、基板表面を穏やかに洗浄したところ、数万以上におよぶ目的外の細胞はすべて基板上から除去され、数細胞のCTCのみが基板上に単離された。また、微小な穴が無数に存在し、細胞を精密に配置可能なチップに本分子を修飾することにより、一細胞単位で配置された細胞に対しても上記の細胞光単離が可能であった。以上のように本研究では、新規の機能性分子を開発し、顕微鏡観察後に一細胞単位で細胞を単離可能な技術を確立した。

A 々 の cells を polygonal に detailed analytical し cells に purpose after た だ け を choose don't で き る new し い technology が o め ら れ て い る. そ こ で this study で は, light 応 answer の cells immobilized tonic で あ る PEG induced lipid body を with い て a cell ア レ イ を as し, 顕 micromirror 観 に purpose cells after examine の の み を light と send liquid に よ っ て convenient rapid に 単 from す る こ と が may な cells チ ッ プ の open 発 を purpose と し た. Before the annual の research に お い て, photolysis PEG lipid の weigh fit の open 発 に よ り, immobilized さ れ た cells が よ り light free し や す い surface を build し た. し か し, still と し の て, target cells of nonspecific な substrate へ の が し, cell immobilization force の sentaku に は シ リ ン ジ ポ ン プ を with い て suppression さ れ た せ ん の 応 force load が necessary で あ っ た. Our は ", be build with な cells sentaku technology の を refers し の substrate, nonspecific な cells へ の immobilized force を ゼ ロ と し, cell sentaku ア プ リ ケ ー シ ョ ン を line う こ と を purpose と し た. そ こ で this study で は, light に よ っ て early め が て cells immobilized さ れ る よ う に な る new rules on optical activeness PEG lipid を open 発 し た. This molecular を modified し を た surface with い る こ と に よ っ て, purpose の cells の み を substrate に light immobilized, choose don't で き る. こ の, purpose の は く all cell substrate へ nonspecific sorption を up こ さ ず, ポ ン プ を with い な い one や か な operation at に よ っ て simple に remove で き た. Practical なアプリケ なアプリケ ショ と と と て て and circulating ガ <e:1> cells (CTCS) in the blood <s:1> 単 separate from を った. ま ず, Tanzania ガ ン マ ウ ス か ら take し た peripheral blood の CTC を antibody に よ り 蛍 light logo し た. こ れ を optical activeness PEG に seeding し, lipid surface 蛍 light に よ り 検 out し た CTC を を light fixed し, substrate surface is one や か に し at た と こ ろ, tens of thousands of above に お よ ぶ purpose outside の cells は す べ て substrate か ら remove さ れ, number of cells の CTC の み が substrate に 単 from さ れ た. ま た, tiny な den が exist countless に し, cell を precision に configuration may な チ ッ プ に this molecular を modified す る こ と に よ り, a cell 単 で configuration さ れ た cells に し seaborne て も written light 単 の cells from が may で あ っ た. Above の よ う に this study で は, new rules の functional molecular を open 発 し, 顕 micromirror 観 examine に after a cell 単 a で を 単 from possible な technology を establish し た.

项目成果

脂質膜含有物を固定化するための化合物、当該化合物で修飾された基材、当該基材上に脂質膜含有物をパターニングする方法及び脂質膜含有物を当該基材上で単離する方法

用于固定脂膜内含物的化合物、用该化合物修饰的基材、在基材上图案化脂膜内含物的方法以及分离基材上的脂膜内含物的方法

• 发表时间: 2016

Turn on型PEG脂質表面の開発と複数種細胞の光配置技術

开发适用于多种细胞的开启型PEG脂质表面和光学定位技术

• 发表时间: 2016
• 作者: K. Minamihata;Y. Maeda;S. Yamaguchi;W. Ishihara;A. Ishiwatari;S. Takamori;S. Yamahira;T. Nagamune;Yamahira S et al;山平真也,山口哲志,長棟輝行,
• 通讯作者: 山平真也,山口哲志,長棟輝行,

Collagen Surfaces Modified with Photo-Cleavable Polyethylene Glycol-Lipid Support Versatile Single-Cell Arrays of Both Non-adherent and Adherent Cells

• DOI: 10.1002/mabi.201400312
• 发表时间: 2014-12-01
• 期刊: MACROMOLECULAR BIOSCIENCE
• 影响因子: 4.6
• 作者: Yamahira, Shinya;Yamaguchi, Satoshi;Nagamune, Teruyuki
• 通讯作者: Nagamune, Teruyuki

Collagen surfaces modified with photo-cleavable polyethylene glycol-lipid for versatile single-cell array available for both non-adherent and adherent cells

用可光裂解的聚乙二醇脂质修饰的胶原蛋白表面，用于适用于非贴壁和贴壁细胞的多功能单细胞阵列

• 发表时间: 2015
• 作者: Shinya Yamahira;Satoshi Yamaguchi;Masahiro Kawahara;Teruyuki Nagamune,
• 通讯作者: Teruyuki Nagamune,

Single cell array on photo-cleavable PEG-lipid surface for high-throughput cell imaging analysis

可光裂解 PEG-脂质表面上的单细胞阵列，用于高通量细胞成像分析

• 发表时间: 2015
• 作者: Shinya Yamahira;Satoshi Yamaguchi;Masahiro Kawahara;Teruyuki Nagamune,
• 通讯作者: Teruyuki Nagamune,