ヒトｉＰＳ細胞由来器官原基を誘導する人工細胞外基質の化学・物理的特性の定量解明

定量阐明诱导人 iPS 细胞衍生器官原基的人工细胞外基质的化学和物理特性

• 批准号: 16J11759
• 负责人: 松崎 賢寿
• 金额: $ 2.83万
• 依托单位: Tokyo Medical and Dental University (2018)Yokohama City University (2016-2017)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2016
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2016-04-22 至 2019-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16J11759/
• 关键词: 細胞接着; 細胞膜; 膜流動性; 膜物性の指紋; 細胞選別法; ポリフェノール; 再生医療; 未分化細胞; 流動性; 天然低分子; 接着; オルガノイド; 器官原基; 指紋; 肝臓原基; 硬さ; ハイドロゲル

本研究の目的は「均質」な肝臓原基（臓器の種）を作成する基盤原理を解明することである。しかし、細胞原料として用いられる中途分化細胞には未熟な細胞が含まれており、原料としての不均一性が問題となっていた。そこで申請者はポリフェノールが分化細胞の接着性は維持したまま、特異的に未分化細胞の接着性を低下することを見出した。通常のフローサイトメーターに比べ、非常に短時間（<30 分）で臨床応用レベルの超膨大量の細胞選別を行えることから、今後の再生医療産業で均質な細胞原料を担保する極めて有効な細胞選別戦略の礎となると期待される。さらに申請者はこうした“未分化細胞特異的”な相互作用が行われる原因として、未分化細胞が“コレステロールが豊富”という“膜物性指紋”を有していることを見出した（Stem Cell Reports 2018）．このようなポリフェノールの膜特異的な反応があることに着目できたのも、2016・ 2017年度と続けてきた埼玉大学・理工学研究科・吉川洋史教授との研究が大きく貢献している。申請者はポリフェノールが作用する最初の反応場は細胞膜であることから，柔軟な細胞膜をモデル化して物性変化を定量評価すると，膜をポリフェノールの一種である緑茶カテキンが60倍劇的に硬化させていることを見出した（Phys. Chem. Chem. Phys. 2017，バイオマテリアル2017および生物物理学2017）．また、こうしたポリフェノールの細胞膜特異的な相互作用が細胞接着まで制御していることも見出している（In Vitro Cell Dev Biol Anim2016及びMolecules 2016，日本バイオマテリアル学会誌2017, 化学とマイクロ・ナノシステム学会誌2017）。以上により本研究の目的である「均質」な肝臓原基（臓器の種）を作成する原理の解明が達成されたと考えられる。

这项研究的目的是阐明创建“同质”肝脏原基（器官种子）的基本原理。然而，用作细胞原料的半分化细胞中含有未成熟细胞，存在原料异质性的问题。因此，申请人发现，多酚特异性地降低未分化细胞的粘附性，同时保持分化细胞的粘附性。与常规流式细胞仪相比，可以在极短的时间（<30分钟）内分选临床水平上极大量的细胞，使其成为极其有效的细胞材料，将确保未来再生中细胞原料的均质性预计这将成为医药行业选择策略的基石。此外，申请人发现这些“未分化细胞特异性”相互作用的原因是未分化细胞具有“富含胆固醇”的“膜物理指纹”（Stem Cell Reports 2018）。我们于 2016 年和 2017 年继续与埼玉大学理工学院研究生院的 Hiroshi Yoshikawa 教授合作，为能够专注于多酚的膜特异性反应做出了重大贡献。由于多酚作用的第一个反应场是细胞膜，因此申请人模拟了柔性细胞膜并定量评估了物理性质的变化，发现绿茶儿茶素（一种多酚）使细胞膜的硬化程度提高了60倍（Phys.化学。物理2017年，生物材料2017年）。我们还发现，这些多酚的细胞膜特异性相互作用甚至可以控制细胞粘附（In Vitro Cell Dev Biol Anim2016 and Molecules 2016、Journal of the Japanese Society for Biomaterials 2017、Journal of the Society of Chemistry and Micro-Nano Systems）2017 ）。综上所述，认为阐明创建“同质”肝脏原基（器官种子）的原理的本研究目的已经达到。

项目成果

反射干渉顕微法～ソフト界面の非侵襲イメージング～

反射干涉显微镜-软界面的非侵入性成像-

• 发表时间: 2017
• 期刊: 生物物理
• 作者: Matsuzaki;T.; Ito;H.; Chevyreva;V.; Makky;A.; Kaufmann;S.; Okano;K.; Kobayashi;N.; Suganuma;M.; Nakabayashi;S.; Yoshikawa;H. Y.* & Tanaka;M.*;松崎賢寿，吉川洋史，谷口英樹，武部貴則;吉川洋史，松崎賢寿
• 通讯作者: 吉川洋史，松崎賢寿

人工細胞外基質の硬さと器官原基の自己組織化

人工细胞外基质的刚度与器官原基的自组织

• 发表时间: 2017
• 期刊: バイオマテリアルー生体材料ー
• 作者: Asai A;Aihara E;Mizuochi T;Phelan K;Mayhew C;Shivakumar P;Takebe T;Wells J;Bezerra J;松崎賢寿，吉川洋史，谷口英樹，武部貴則
• 通讯作者: 松崎賢寿，吉川洋史，谷口英樹，武部貴則

Quantitative comparison of cancer and normal cell adhesion using organosilane monolayer templates: An experimental study on the anti-adhesion effect of green-tea catechins

使用有机硅烷单层模板定量比较癌症和正常细胞粘附：绿茶儿茶素抗粘附作用的实验研究

• DOI: 10.1007/s11626-016-0049-6
• 发表时间: 2016
• 期刊: In Vitro Cellular & Developmental Biology -Animal
• 作者: Rumi Sakamoto;Eisuke Kakinuma;Kentaro Masuda;Yuko Takeuchi;Kosaku Ito;Kentaro Iketaki;Takahisa Matsuzaki;Seiichiro Nakabayashi;Hiroshi Y. Yoshikawa;Hideaki Yamamoto;Yuko Sato;Takashi Tanii
• 通讯作者: Takashi Tanii

細胞選別法

细胞分选方法

• 发表时间: 2017

器官システム創出へ向けた動的環境の人為的構成

用于创建器官系统的动态环境的人工配置

• 发表时间: 2016
• 作者: Masami Suganuma;Atsushi Takahashi;Tatsuro Watanabe;Keisuke Iida,Takahisa Matsuzaki;Hiroshi Y. Yoshikawa;Hirota Fujiki;松崎賢寿，吉川洋史，谷口英樹，武部貴則;松崎賢寿;松崎賢寿，吉川洋史，谷口英樹，武部貴則;武部貴則，松崎賢寿（登壇者）
• 通讯作者: 武部貴則，松崎賢寿（登壇者）