Name: バイオMEMSと細胞生物学：展望と応用 (動画) | JoVE Journal
Uploaded: 2007-10-01T00:00:00.000+00:00
Duration: 16 min 30 s
Description: 学ぶバイオMEMSとマイクロ流体デバイスを用いた神経科学における細胞培養技術の改善方法。従来の培養の限界を克服し、より生理学的に関連性の高いモデルを作成する技術を解説します。

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バイオmemsと細胞生物学：展望と応用

BioMEMS and Cellular Biology: Perspectives and Applications

培養細胞の能力は、基本的な細胞と分子生物学の研究における仮説検定に革命をもたらしました。それは、薬物スクリーニング、毒物学、および臨床検査の標準的な方法論となっており、ますます再生医療で使用されています。しかし、本質的に均質な液体培地中で、均質な平坦な基板上での細胞の大集団の浸漬で構成される従来の細胞培養の方法論はますます基本的かつ実用的な観点からの両方を制限することとなっています。微細加工技術はマイクロメータの制御、基板の生化学的組成とトポロジー、および培地組成だけでなく、周囲の細胞の微小環境における隣接セルタイプで、デザインへの研究者を有効にしている。さらに、マイクロテクノロジーは、概念的に条件の多数の下で細胞のハイスループット培養および解析を可能にするin vitro系で、高速で低コストの開発に適しています。このインタビューでは、アルバートFolchは、それらはソフトリソグラフィとマイクロフルイディクスを克服する方法を、これらの制限を説明し、彼の研究室と将来の方向での研究のいくつかの関連する例を示します。

バイオMEMSと細胞生物学：展望と応用

細胞を培養する能力は、基礎的な細胞・分子生物学研究における仮説検証に革命をもたらしました。これは、……における標準的な手法となっています。

アルバート・フォークです。シアトルのワシントン大学で教授を務めており、バイオメディカル・マイクロエレクトロメカニカルシステム（BioMEMS）という幅広い領域の研究に取り組んでいます。私たちはマイクロ流体デバイスを扱い、主に神経科学などの細胞生物学への応用を重点的に研究しています。当研究室の焦点のひとつは、従来の細胞培養技術の限界を克服することです。細胞生物学者がペトリ皿を用いてin vitroで細胞を研究する方法を見ると、細胞が均質な細胞培養培地に浸されており、また均質な表面上に配置されていることにすぐに気づくでしょう。しかし、生体内において細胞は均質な表面上に存在するわけではありません。細胞は均一な培地に浸されているわけではありません。実際には、空間的および時間的に変化する多様な信号（多くの場合、濃度勾配などの形式）にさらされており、ゲル状のマトリックスに囲まれています。また、シャーレで細胞を研究する場合、実用的な制限もあります。例えば、大型で高価な装置であるインキュベーターが必要です。通常、生物学者は多くの異なる条件を検討したいと考えます。例えば、細胞培養Aと細胞培養Bにおける細胞の状態を研究したいとします。細胞がこれらの化合物にどのように反応するかには大きなばらつきがあります。そのため、通常、生物学者は細胞を異なるペトリ皿に播種し、おそらく3連（triplicate）で試験を行い、一連の条件を検討します。その結果、大量の細胞培養培地や消耗品、多くの皿を使用することになり、多大なスペースを必要とします。そのため、私たちはそれを小型化しようとしており、それが一つの側面です。また、細胞を導入し、細胞培養培地を交換する作業には、大量のピペッティングが必要です。これは、費やす時間や人員の面で非常にコストが高く、また、ペトリ皿に出し入れする必要がある液量も非常に多くなります。もう一つの制限は、すべての表面を細胞で満たすために大量の細胞を使用する必要があり、そのためには多くの場合、多くの動物を犠牲にする必要があるということです。また、単に数が多いという理由だけで、費用が高くなる可能性もあります。つまり、結論としては、従来の技術は最終的に多額の費用がかかるということになります。それらは、実験の実施に必要な時間と人員の両面で非常にコストがかかる上、実際の収量も低いため、生物学者は結果として、表面の数や検討する条件を妥協せざるを得ません。そのため、得られるデータは統計的に非常に脆弱なものになります。典型的な生物学的研究における結論は、工学的な基準から見ると非常に定性的であり、結果として、これらの研究の多くはスケールアップが不可能な状態にあります。そして、ゲノム時代となった現在、多くの条件や多数の変数について研究し、大量の細胞や条件を検討することでのみ明らかになる新しい変

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シミュレーションスタディにおける複雑な脂質混合物を用いた現実的な膜モデリング

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