磁場応答性ゲルを用いた基板弾性率制御による幹細胞ステムネスの長期保持技術の開発

利用磁场响应凝胶控制基质弹性模量开发干细胞干性长期维持技术

基本信息

批准号：
22H01365
负责人：
森田康之
金额：
$ 11.4万
依托单位：
Kumamoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

間葉系幹細胞（MSC）のステムネスの減弱は，培養中のMSCが基板の弾性率を感知し，弾性率に応じた特定の体細胞に分化することから生じるため，MSCに培養基板が一定の弾性率であることを記憶させないことが重要である．そこで本研究は，MSCのステムネス減弱を防ぎ，ステムネスを長期的に保持する技術の開発に取り組む．それを実現するために磁場応答性ゲルを用いる．磁性粒子を分散させたゲルを培養基板とし，磁場印加により培養基板の弾性率を制御し，MSCのステムネスを長期保持する技術を開発することを目的とする．初年度は，研究実施計画に示すとおり，（１）MSCを長期培養する際，培養基板の弾性率を能動的に変化できるようにするため，培養基板としての磁性粒子を分散させた磁場応答性ゲルを開発することを行った．今回用いたゲルはゼラチンで新田ゼラチンを使用した．まず粉末状のゼラチンと純水を混ぜた．粉末状のゼラチンは常温では水に溶けないため，60℃以下で温め溶かし，その後撹拌した．その後，ゼラチン溶液に磁性体粒子（平均粒径46μm）を混ぜて攪拌した．本実験ではゼラチン濃度2%に磁性体粒子を0.1%添加したもの3つ作製し，所定の容器に流し込み，４度で冷却しゲル化させた．さらに（２）磁場印加による磁場応答性ゲルの弾性率を定量的に評価した．上述の磁場応答性ゲルの弾性率は0.5kPaであった．そして，100mT, 150mTと磁場強度を増加させるに伴い，ゲルの弾性率が上昇することを確認した．これらの結果により，当初の計画であった磁場応答性ゲルの作製と，磁場印加によるゲル弾性率の変化の目標を達成した．

间充质干细胞 (MSC) 的干细胞性会减弱，因为培养中的 MSC 会感知基质的弹性模量，并根据弹性模量分化成特定的体细胞。重要的是不要记住它是弹性模量。因此，本研究旨在开发一种防止间充质干细胞干性减弱并长期维持其干性的技术。为了实现这一目标，我们使用磁场响应凝胶。本研究的目的是开发一种技术，通过使用分散有磁性颗粒的凝胶作为培养基质，并通过施加磁场来控制培养基质的弹性模量，从而长期维持MSC的干性。。第一年，如研究实施计划所示，（1）为了在MSC长期培养过程中主动改变培养基质的弹性模量，我们将开发一种具有磁场响应性的培养基质，其中分散有磁性颗粒；我们开发了一种凝胶。这次使用的凝胶是新田明胶。首先，将明胶粉和纯净水混合。粉状明胶在室温下不溶于水，因此加热至60℃以下使其溶解，然后搅拌。然后，将磁性颗粒（平均粒径46μm）混合到明胶溶液中并搅拌。本实验制备了3份含有2%明胶和0.1%磁性颗粒的明胶样品，倒入指定容器中，冷却至4度凝胶化。另外，(2)通过施加磁场来定量评价磁场响应性凝胶的弹性模量。上述磁响应凝胶的弹性模量为0.5kPa。我们还证实，随着磁场强度增加到 100mT 和 150mT，凝胶的弹性模量增加。基于这些结果，我们实现了创建磁场响应凝胶并通过施加磁场改变凝胶弹性模量的最初目标。