広報活動

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2017年9月19日

理化学研究所
株式会社北川鉄工所
科学技術振興機構

細胞のうるおいを測る

-細胞を壊さずに濡れ性を評価する新たな装置を開発-

培養細胞の非接触濡れ性評価の図

図 培養細胞の非接触濡れ性評価

よく洗浄されたガラスは水によく濡れて、表面上で水が広がります。一方で、表面をフッ素加工された雨傘は水をよく弾きます。このような物質表面に対する液体の親和性を表す物性を「濡れ性」といい、ガラスは濡れ性が高く、雨傘は濡れ性が低いと表現します。

近年、iPS細胞やES細胞など幹細胞の培養細胞を利用した再生医療が注目を集めています。この培養細胞の機能評価には通常、細胞内部の遺伝子やタンパク質を得るために細胞を壊したり、特殊な試薬で反応させたりする必要があります。

今回、理研を中心とした共同研究チームは、細胞の物性が細胞表面にある物質によって異なることを利用して、培養細胞の機能評価に濡れ性を利用しようと考えました。従来の濡れ性評価法では細胞の濡れ性は調べられないため、培養皿底面の培養細胞を覆っている培養液に空気を噴射した際の液体除去領域の大きさによる評価法を考案し、「非接触濡れ性評価システム」を開発しました。実際に、このシステムでマウス骨格筋芽細胞株の培養細胞を調べたところ、濡れ性の評価が可能であり、かつ物理的な細胞破壊や糖代謝の変化、細胞膜傷害が起こらないことを確認しました(図参照)。

今後、本システムで培養細胞表面のタンパク質の変化を捉えることができれば、幹細胞が目的の細胞に分化できたかを、細胞を壊さずに検査することが期待できます。またがん細胞では、悪性度が高くなると細胞表面の糖タンパク質ムチンが増えるため、濡れ性による悪性度の検査につながると期待できます。さらに、濡れ性は身の回りのさまざまな物質に関わっていることから、曇り止めのように濡れ性を高くしたり、レインコートのように濡れ性を低くしたりする表面処理の品質管理などの産業応用が考えられます。

理化学研究所
生命システム研究センター 細胞デザインコア 合成生物学研究グループ 集積バイオデバイス研究ユニット
研究員 田中 信行 (たなか のぶゆき)
ユニットリーダー 田中 陽 (たなか よう)