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京都工芸繊維大学サテライトラボラトリー
株式会社バイオベルデ

事業分野

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新規凍結保護物質を用いた、再生/生殖医療用凍結保存技術の開発

概要

再生医療用細胞、組織、生殖医療における受精卵、未受精卵、卵巣組織など、有用細胞・組織の効率的な保存技術の開発は、今後の再生医療の実現化・産業化を目指す上で、また生殖医療においては高度化に向けて必要不可欠な技術です。すなわち、完全に凍結保存を行う前と同等の状態で有用細胞・組織を凍結保存する技術が開発されると、再生医療用組織のストックや受精卵・未受精卵の長期保存、卵巣組織の保存による高度不妊治療が期待されます。
我々は、これまでに開発した新規凍結保護剤“不凍ポリアミノ酸”の機序の解明から、さらなる凍結保存の効率化を図るために最適な分子設計を行い、再生医療、生殖医療のグループと共同で各種有用細胞・組織を凍結保存する技術の開発を進めています。また、凍結温度の影響も検討し、自動化装置の開発や、超微量容積での超高速凍結が可能な受精卵凍結用デバイスの開発も行い、システムとして確立を目指しています。

参画機関

株式会社バイオベルデ

注目すべき技術等

優れた凍結保護作用

ε-ポリ-L-リジンを無水コハク酸で処理し、カルボキシル基を導入した不凍ポリアミノ酸(両性高分子電解質)は、その水溶液中に細胞を懸濁して凍結することにより、凍結時のダメージから細胞を保護する作用があります。この細胞凍結保護作用はカルボキシル基の導入量、pH、浸透圧などによって制御することが可能であり、既存の凍結保護剤であるDMSOやグリセリンとほぼ同等の機能があります。

毒性が低い

凍結保護剤として主に用いられるDMSOは、人体に有害な成分として知られており、その高い細胞毒性から解凍時には速やかに除去する必要があります。不凍ポリアミノ酸の細胞毒性は、MTTアッセイの結果、DMSOに比べて1/4以下であることがわかっており、カルボキシル基の導入量が多いほど低い毒性を示す傾向があります。また、解凍時に洗浄を行わずとも細胞が接着し良好に増殖することが確認されています。

細胞の分化能に影響を与えない

凍結保護剤のDMSOは、高い細胞毒性を示すだけでなく、細胞の分化にも影響を及ぼすなどの問題点があります。一方、不凍ポリアミノ酸は、幹細胞の分化能に影響を与えず、効率的に細胞を凍結保存することができます。

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不凍ポリアミノ酸の凍結保護作用

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不凍ポリアミノ酸の毒性

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細胞の分化能に影響を与えない

参考論文

1. Polyampholytes as low toxic efficient cryoprotective agents with antifreeze protein properties. Biomaterials. 2009 Sep;30(27):4842-9. doi: 10.1016/j.biomaterials.2009.05.025. Epub 2009 Jun 9.
2. Polyampholytes as cryoprotective agents for mammalian cell cryopreservation. 2010;19(6):691-9. doi: 10.3727/096368910X508780. Epub 2010 Jun 3.
3. Effective vitrification of human induced pluripotent stem cells using carboxylated ε-poly-l-lysine. Cryobiology. 2011 Oct;63(2):76-83. doi: 10.1016/j.cryobiol.2011.05.003. Epub 2011 May 20.
4. Development of a Low Toxicity and Completely Serum-Free Vitrification System Combining a Cryo-Nano-Hole Vitrification Container with Antifreeze Polyamino-acid (Carboxylated Poly-L-Lysine) for assisted reproductive technology (ART). J. Reprod. Engineer. 2011; Vol. 14 No. 2: 13-36.
5. Long-term cryopreservation of human mesenchymal stem cells using carboxylated poly-l-lysine without the addition of proteins or dimethyl sulfoxide. J Biomater Sci Polym Ed. 2013 Aug;24(12):1484-97. doi: 10.1080/09205063.2013.771318. Epub 2013 Feb 22.

概要・基本情報(2014年10月現在)

所在地
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京都市成長産業創造センター(ACT)401号室
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