研究概要 / Research Overview
マイクロ・ナノ領域の技術を細胞治療や創薬に応用するには、単一細胞の大量処理が必要です。しかし、現在の技術では高コストや低効率が課題となっています。我々は、マイクロ・ナノデバイス、メカトロニクス、情報科学を統合したアプローチにより、高効率かつ低コストな細胞処理技術の開発に取り組んでいます。この研究は、次世代の細胞治療や創薬プロセスに革新をもたらす可能性があります。
To apply micro and nano-domain technologies to cell therapy and drug discovery, high-throughput single-cell processing is essential. However, current techniques are hindered by high costs and low efficiency. We are developing high-throughput, low-cost cell processing technologies by integrating micro/nanodevices, mechatronics, and information science. This research has the potential to revolutionize next-generation cell therapies and drug discovery processes.
Keywords: 細胞治療、創薬、MEMS/NEMS、マイクロシステム工学、マイクロ・ナノメカトロニクス、機械学習,Cell therapy, Drug discovery, MEMS/NEMS, Microsystem engineering, Micro/nanomechatronics, Machine learning
主要研究テーマ / Main Research Themes
1. nLピペットアレイと単一細胞3Dプリンタ / nL Pipette Array and Single Cell 3D Printer
単一細胞解析は生命科学研究に不可欠ですが、現在の技術は高コストです。我々はMEMS技術を用いてnLピペットアレイを開発し、低コストで効率的な単一細胞解析ツールの実現を目指しています。この技術は、細胞間相互作用の詳細な調査を可能にし、細胞治療の進展に貢献する可能性があります。
Single-cell analysis is crucial in life science research, but current technologies are costly. We are developing nL pipette arrays using MEMS technology to create low-cost, efficient single-cell analysis tools. This technology could enable detailed investigation of cell-cell interactions, potentially advancing cell therapy applications.
2. 単一細胞スクリーニング / Single-cell Screening
細胞集団から特定の細胞を効率的に選別することは、多くの生物医学研究において課題となっています。我々は、アレイ構造と光照射を組み合わせた新しい単一細胞スクリーニング技術を開発しています。この手法により、クローン株の樹立や遺伝子発現解析が効率化され、細胞治療や創薬研究の加速が期待されます。
Efficiently isolating specific cells from populations is a challenge in many biomedical research areas. We are developing a novel single-cell screening technology combining array structures and light irradiation. This method could streamline clonal line establishment and gene expression analysis, potentially accelerating cell therapy and drug discovery research.
3. オプトポレーション（光穿孔） / Optoporation
細胞機能の精密な改変は、多くの医療応用において重要ですが、現在の方法は侵襲性が高いか効率が低いです。我々は、レーザー光を用いた選択的細胞穿孔技術（オプトポレーション）を開発しています。この低侵襲的手法により、細胞治療、抗体医薬生産、疾患モデル開発における細胞機能改変の効率と精度が向上する可能性があります。
Precise modification of cell function is crucial in many medical applications, but current methods are either highly invasive or inefficient. We are developing a selective cell perforation technique using laser light (optoporation). This minimally invasive method could improve the efficiency and precision of cell function modification in cell therapy, antibody drug production, and disease model development.
4. 藻類細胞治療 / Algae Cell Therapy
難治性疾患の治療には、局所的な酸素供給と薬物送達の両立が求められますが、従来の方法ではこれを効果的に実現することが困難でした。我々は、藻類の光合成能力と物質輸送能力を活用した新しい細胞治療アプローチを開発しています。この技術により、患部近傍での酸素生成と薬物輸送を同時に行うことが可能となり、難治性疾患に対する革新的な治療法の開発につながる可能性があります。
Treating intractable diseases requires both localized oxygen supply and drug delivery, which has been challenging to achieve effectively with conventional methods. We are developing a novel cell therapy approach utilizing algae’s photosynthetic and substance transport capabilities. This technology could enable simultaneous oxygen generation and drug transport near affected areas, potentially leading to innovative treatments for intractable diseases.
