メカノケミカル的手法による細胞挙動のダイナミック制御用バイオチップの開発

使用机械化学方法开发用于动态控制细胞行为的生物芯片

基本信息

批准号：
08J05826
负责人：
川島丈明
金额：
$ 1.15万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2008
资助国家：
日本
起止时间：
2008 至 2010
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08J05826/
关键词：
細胞転写技術筋芽細胞(C2C12)神経芽細胞(NG108-15)細胞転写フィブリンゲルコラーゲンゲル細胞パターニング電気化学バイオリソグラフィー脱着式培養基板血管内皮細胞筋芽細胞 3次元培養共培養細胞挙動制御細胞間コミュニケーション細胞パターン

项目摘要

近年,多くの筋神経系の疾患の研究がおこなわれてきている.このような実験では動物実験が盛んに行われている.しかし,このような動物実験は今後縮小する必要が社会的に叫ばれている.そのためには,培養細胞を用いた効果的な実験系と評価方法の確立が必要である.最終年度では,細胞転写技術を神経芽細胞(NG108-15)と筋芽細胞(C2C12)に応用した.まず,筋芽細胞をフィブリンゲルシート上に容易にライン状のパターンを転写することが可能であることを示した.続いて,フィブリンゲルシート上に転写した筋芽細胞パターンを分化誘導し,容易にパターン化筋細胞への分化が可能であることを示した.さらにこの転写後のパターン化筋細胞のゲルシートへ電気刺激を付加することで,従来の平面基板上での実験系と比較し,より効率的に培養筋細胞への運動能力の付加が可能となることをしめした.また,このパターン化培養筋細胞ゲルシートと神経芽細胞のパターンを転写したゲルシートとを張り合わせることによって容易に3次元ゲル培養において,筋-神経接合部様構造の構築を実現した.また,着脱式細胞培養基板を用いて,観察が容易な筋-神経接合部の構築も行った.従来の共培養手法の多くは,ランダムな培養が多く,特定の領域に細胞間接合部を作りこむことが難しかった.このために,共培養を単に行っても,目的の接合部位が不明確であり,接合部位を指標とした評価を行うことは難しかった.そこで,細胞-細胞間の接着部位を特定の領域に作製可能な着脱式培養基板を使用することで,容易に観察が可能な培養系が構築可能となる.具体的には,ポリスチレンとポリジメチルシロキサン(PDMS)で作製した着脱式培養基板上に筋芽細胞と神経芽細胞を培養し,各細胞を適切なタイミングで分化し着脱することで,着脱面付近に筋-神経接合様構造の作製が可能であることを示した.

近年来，已经对肌肉神经系统疾病进行了许多研究。动物实验已在此类实验中积极进行。但是，将来需要减少这种动物实验的社会需求。为了实现这一目标，有必要使用培养细胞建立有效的实验系统和评估方法。在最后一年，将细胞转录技术应用于神经细胞（NG108-15）和成肌细胞（C2C12）。首先，肌细胞可以很容易地排成纤维蛋白凝胶片上。结果表明，可以将转移到纤维蛋白凝胶片上的肌细胞模式转移，并且可以轻松区分成图案化的肌细胞。此外，通过在转录后将电刺激添加到图案上的成肌细胞凝胶片中，与在常规的平面底物上的实验系统中，可以更有效地为培养的肌球添加运动技能。此外，显示了这种图案化的培养物的Myocell凝胶片。通过将已转移到神经细胞图案的凝胶片附加，我们意识到在三维凝胶培养物中构建了肌肉 - 神经连接样结构。我们还使用可分离的细胞培养基质来构建易于观察的肌肉神经元连接。许多常规的共培养方法涉及许多随机培养物，因此很难在特定地区创建细胞间连接。因此，即使简单地进行共培养，目标交界部位尚不清楚，并且连接点尚不清楚。作为指标很难进行评估。因此，通过使用允许在特定区域中创建细胞 - 细胞粘附位点的可移动培养基底物，可以轻松观察的培养系统可以构建。具体而言，表明肌细胞和神经细胞是在由聚苯乙烯和聚二甲基硅氧烷（PDMS）制成的可移动培养底物上培养的，并在适当的时机和分离的情况下区分了每个细胞，形成了肌肉蛋白神经元连接的结构。