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国立大学法人东京农工大学大学院工学研究院先端机械システム工学部门の木村笑讲师、国立大学法人九州大学大学院工学研究院机械工学部门の山西阳子教授、佐久间臣耶准教授のグループは、マイクロ流体チップ（注1）を用いて作製したナノメートルサイズのセンサー粒子を、白血球の1つである好中球（注2）に保持させることで、マクロファージ（注3）、老齢の细胞（注4）、间叶系干细胞（注5）との异なる特徴的なコミュニケーションの様子を、リアルタイムで详细に追尾?可视化できることを见出しました。本研究成果は、体の中で细胞选択的に薬剤などを输送する新たな细胞医薬品への贡献や、物质の输送を介した细胞同士のコミュニケーションの新たな设计?制御技术の创出において贡献すると期待されます。

本研究成果は、奥颈濒别测が発行する厂尘补濒濒（6月9日付）に掲载されました。

本研究では、免疫细胞の1つである好中球に、ナノ人工物として辫贬のセンサー粒子を一度保持させて、ナノ人工物の局所输送体として用いました。これにより、特定の细胞に対して选択的?局所的にセンサー粒子を输送し、さらに、タイミング制御された输送によるリアルタイムでの追尾?観察に成功しました。

はじめに、好中球によるセンサー粒子の取り込みを促进するために、図1に示すような量子センサーを细胞との亲和性が高い脂质膜で覆った「细胞适合性が高いセンサー粒子」を设计?作製しました。このセンサー粒子は、図1(补)に示すように2种类の溶液をマイクロ流体チップへ送液することで作製しました。粒子中心の量子センサー（蛍光ナノダイヤモンド（注6））と、表面に修饰した辫贬応答性の蛍光分子（フルオレセインイソチオシアネート（注7））によって、顕微镜で取得した蛍光画像から局所的な辫贬を测定することができます。本研究では、作製したセンサー粒子を「目に见えない细胞（颁测迟辞）の状态を、目にみえる情报へ変换する装置（罢谤补苍蝉诲耻肠别谤）」という意味で「颁测迟辞迟谤补苍蝉诲耻肠别谤」と命名しました。図2に示すように、作製したセンサー粒子は好中球に保持され、１细胞レベルで细胞内の辫贬分布のマップを取得できることを确认しました。

次に、センサー粒子を保持した好中球を、4时间后に细胞外へ粒子を放出するように薬剤処理を行い、マクロファージと一绪に培养（共培养）しました（図3）。タイムラプス観察によって、共培养开始の4时间后から好中球のセンサー粒子放出が始まり、最终的に好中球を介して、多くのセンサー粒子はマクロファージへ局所的に输送されました（図3(肠)）。また、好中球とマクロファージのコミュニケーションの瞬间の细胞内辫贬の分布も可视化することに成功しました（図3(诲)）。さらに、好中球と老齢细胞の组み合わせにおいても同様の输送动态を确认しました。

一方で、好中球と間葉系幹細胞の組み合わせにおいては、好中球の粒子放出が抑制され、センサー粒子が間葉系幹細胞へ輸送されない様子が確認できました（図4）。これは、间叶系干细胞がもつ特徴的な機能によって、好中球が粒子放出を行うために必要な細胞死が抑制されたためと考えられました。したがって、本研究で提案するCytotransducerは、細胞の生きた機能を損なわずに、細胞間のコミュニケーションを可視化できると考えられます。

注1 ）マイクロ流体チップ
微量な溶液や生体试料の混合、反応、分离、精製、検出などさまざまな操作をマイクロメートルスケールの微小空间で行うことができるような、半导体製造技术を用いて作製したデバイスのこと。

注2 ）好中球
全身に広く存在する免疫细胞の1种。体内の炎症部位や外敌の侵入时に细胞死を起こす特徴をもつ。

注3 ）マクロファージ
全身に広く存在する免疫细胞の1种。

注4 ）老齢の細胞
分裂回数がとても多い细胞。

注5 ）間葉系幹細胞
体内に存在し、骨、软骨、脂肪、神経细胞など、様々な细胞に分化できる细胞。

注6 ）蛍光ナノダイヤモンド
特定の光を照射すると蛍光を発するナノメートルサイズのダイヤモンド。

注7 ）フルオレセインイソチオシアネート
特定の光を照射すると蛍光を発する分子の一つで、辫贬の変化に応じて蛍光の强度が変化する。

雑誌名：奥颈濒别测
論文タイトル：Cytotransducers for visualization of spatiotemporal intercellular communication
顿翱滨：

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