スタッフ

准教授 大沼 清

研究プロジェクト

1．微細加工による細胞の動きの制御

発生・再生の様々な場面で細胞は分化・分裂するだけでなく、様々な運動をする。我々は、これまでの研究で培養皿を物理的かつ化学的に修飾してラチェット（鋸歯）状の細胞可動領域を作り、その中で細胞培養すると細胞の運動方向が偏ることを発見している。この様に非対称性を上手く利用し、細胞の動きの制御を試みる。本研究の成果は、細胞工学の推進に大きく貢献できる。

2．マイクロ流路を用いた薬剤アッセイ系の集積化

iPS細胞は，その特徴から疾患特異的な薬剤アッセイへの応用が期待されている。しかし、細胞を用いた薬剤アッセイには時間とコストがかかるという問題がある。これを解決する目的で、多数の条件で、小さな培養スペースで培養できるようなマイクロチップの開発を進めている。本研究の成果は、医薬品開発のコスト低減に役立つ上、様々な条件で幹細胞の応答を調べる事により幹細胞のもつ性質をも明らかにできる。

3．刺激・応答の１細胞解析による内部ダイナミクス解明

細胞内でのタンパク質等は時間的にランダムに変動する（ゆらぐ）ために、細胞はそれ自身の状態がゆらいでいる上に、周りの環境も一定ではない。細胞数が非常に多い場合には平均化されてゆらぎは無視できるが、初期発生のように細胞数が少ない場合はゆらぎの影響は大きくなると予想される。ところが、初期発生は非常に正確に進行する。つまり、初期発生においては、ゆらぎを緩和したり、反対に上手く利用する機構があると予想される。本研究では、初期発生の良いモデル系であるマウスES細胞を使用し、1細胞で培養、観察しながら様々な変化を与え、細胞の応答を測定し、一つ一つのES細胞がどのように環境の変化に応答して、分裂、分化できるかを探る。本研究の成果は、初期発生の安定性に関する知見をもたらすだけでなく、再生医療を目指した細胞分化の制御技術の向上にも役立つ。

4．安全性と再現性の高い培養法の開発

通常ES・iPS細胞の培養には、細胞の増殖と未分化性の維持のためにウシの血清の粗精製物を含む血清代替物、マウス由来の栄養供給細胞（フィーダ）を用いる。しかし、これらは未同定の物質を多く含むために、2つの問題が指摘されている。一つは、ES・iSP細胞を用いた研究をする上で、薬剤などを加えたときに、その効果がこれらの未同定の物質により隠されてしまう事である。もう一つは、再生医療応用を考えた場合、免疫拒絶の原因や病原が混入する可能性が高いという問題がある。この問題を解決するため、既知の因子のみ用いる無血清・無フィーダ培養による、未分化維持や分化誘導法の研究を行っている。本研究の成果は、安全でかつ再現性の良い培養技術に繋がる。

准教授　大沼 清

細胞と機械とのハイブリッドマイクロマシンの開発微細加工による細胞の動きの制御。ラチェット型の細胞接着領域の中の神経系の細胞の写真（左）と、その軌跡（右、下）