超音波照射のみで汎用培養ディッシュやフラスコから細胞シートを剥離 再生医療などの発展に貢献する基盤技術

要点

• 特殊な化学物質や培養環境などを用いずに、超音波照射のみで一般的な培養ディッシュやフラスコから細胞シートを剥離、生成する技術を世界で初めて開発しました。
• 通常の培養環境で細胞シートを生成できるため、細胞シートの活性は向上し、生産コストを低減できます。
• 培養フラスコから接着タンパク質を有する細胞シートの剥離を実現した技術は他に例を見ません。

概要

慶應義塾大学 理工学部 機械工学科の竹村研治郎教授、今城哉裕博士研究員（当時。現 東京女子医科大学 博士研究員）らは安田女子大学の平野真講師、長岡技術科学大学 大学院 工学研究科の大沼清准教授、東京工業大学 物質理工学院 材料系の倉科佑太助教、慶應義塾大学 理工学部の宮田昌悟准教授と共同で、超音波を照射するだけで汎用培養容器から細胞シートを剥離する技術を開発しました。

シート状に繋がった細胞群である細胞シートによって、再生医療における培養細胞の体内への移植効率が向上します。これまで細胞シートを生成する際は、温度応答性ポリマーをコーティングした特殊な細胞培養ディッシュにおける低温培養が必要でした。一方、開発した技術では、超音波を用いることで、一般的な培養ディッシュやフラスコにおける適切な培養温度での細胞シート生成が可能になりました。培養温度の保持と一般的な培養容器の使用により、活性の高い細胞シートを安価に生成でき、臨床試験が進む再生医療を広く普及させることに大きく貢献する基盤技術となります。

本研究成果は学術雑誌Scientific Reports誌webサイトにて6月11日（英国時間）に公開されました。

背景

• 細胞を低温環境下へ暴露することによる代謝の低下
• 消耗品として高価で特殊な培養ディッシュが必要

これらの課題を解決するために、温度低下を必要とせず、かつ一般的な培養ディッシュから細胞シートを生成することを本研究の目的としました。

研究成果

さらに、同様の手法によってフラスコからの細胞シートの剥離も確認しています（図3右）。フラスコからの細胞シート剥離はこれまでいかなる手段でも報告がありません。

今後の展開

今後は、ヒトiPS細胞由来の心筋細胞を用いて細胞シートを生成できることを確認する予定です。その後、動物実験により心筋シート移植の安全性と治療効果を確かめた後に臨床応用を目指します。また、本研究の成果は心筋シートに限らず細胞シート生成のランニングコストを大幅に低減できると考えられ、細胞シートを用いた再生医療などの発展に寄与できると考えています。

論文情報

掲載誌 :	Scientific Reports
論文タイトル :	Detachment of cell sheets from clinically ubiquitous cell culture vessels by ultrasonic vibration
著者 :	Chikahiro Imashiro, Makoto Hirano, Takashi Morikura, Yuki Fukuma, Kiyoshi Ohnuma, Yuta Kurashina, Shogo Miyata, Kenjiro Takemura
DOI :	10.1038/s41598-020-66375-1

• プレスリリース 超音波照射のみで汎用培養ディッシュやフラスコから細胞シートを剥離 ―再生医療などの発展に貢献する基盤技術―
• 異分野融合研究支援 2019年度 3チームを支援｜東工大ニュース
• 研究者詳細情報（STAR Search） - 倉科 佑太 Yuta Kurashina
• 物質理工学院 材料系
• 慶應義塾大学
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