Yokohama National University, Faculty of Engineering
(Bio Microsystem lab)

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Surface research

 

電気化学的原理に基づく細胞組織工学
研究目的
 近年、ES細胞などからシャーレ上で生体内の種々の組織を構築し、欠損した部位に移植することで治療をおこなう再生医療と呼ばれる新しい技術が注目されています。例えば、単層培養細胞を複数積層することで作製される細胞シートは、障害を受けた皮膚や角膜、心筋などの治療に用いることが期待されています(図1)。この技術を実現するためには、培養シャーレから単層培養細胞を剥離する技術が必要であり、特に細胞への影響を考慮した迅速かつ非浸襲的な新しい手法が求められています。そこで本研究では、電気化学的原理に基づき培養皿から細胞シートを素早く剥離する独自技術の確立を目的としました。
研究内容

 アルカンチオール分子は、金表面において金−チオール結合により自己組織化単分子膜(SAM)を形成することが知られています。このSAMは負電位の印加により、電気化学的に還元脱離することができます。本研究にはこの現象を利用しました。つまり、まず、金表面にアルカンチオールのSAMを形成し、その片末端に細胞接着性RGDペプチドを固定化します。この表面に繊維芽細胞を接着させ、単層シートを形成するまで数日間培養後、金表面に-1.0 V程度のわずかな負電位を印加します。これによりSAM脱離に伴って単層細胞シートが脱離します。この新規技術により、現在、1 cm四方の細胞シートを5〜10分程度で良好な生存状態を維持したまま剥離することが可能となっています(図2)。さらに剥離した細胞シートは別の細胞シートにも素早く接着し、多層細胞シートを構築することも可能であることを示しました。

[参考資料]
稲葉 里奈、高橋 晋太郎、鈴木 博章、福田 淳二、電気化学的還元脱離反応を利用した細胞組織の一括回収技術、化学工学会第39回秋季大会 [特許] 特願: 2007-145786、名称:培養方法及び培養装置、発明者:福田淳二、鈴木博章、稲葉里奈、岡村健太郎

 

 

 

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Fukuda Lab, Faculty of Engineering, Yokohama National University