研究開発項目3では、下記の通り、原理の異なる複数の手法に着目して研究開発課題を設定し、細胞内CAの搭載技術を開発します。

研究開発課題 (3-1)

細胞への局所的な高効率搭載が期待される物理刺激を利用した搭載技術

研究開発課題 (3-2)

低侵襲な搭載が期待される細胞の嗜好性に基づいて設計したナノキャリアを利用した搭載技術

研究開発課題 (3-3)

細胞融合法を利用した複数の細胞内CAの同時搭載技術

研究開発項目3では、細胞内CAを細胞へ搭載して、検査細胞と除去細胞を作製し、また、標的のがん細胞・老化細胞に対して正確な検査・除去をサポートするためのマーカー分子を搭載するための技術を開発します。これまでに各課題において次の研究を遂行しています。

(3-1) 電気的・機械的な物理刺激を用いたCA搭載技術であるエレクトロメカニカルポレーション法を開発・評価し、モデル血球細胞（Jurkat, HL-60等）に対して、細胞内CAあるいは遺伝子ベースの細胞内CAを始め、モデル分子・モデル構造体を搭載するための条件検討に取り組みました。また、生体組織への局所的なCA搭載技術として、購入したモデル組織に対して深度を制御して穿孔できる技術を構築しました。
(3-2) 脂質を主成分とするナノ粒子を、株化免疫細胞、および、プライマリーの免疫細胞の粒子物性嗜好性を調査することで、適切に設計・作製し、非ウイルス性のCA搭載細胞の作製手法を構築しました。また、除去対象の細胞として、培養した乳がん細胞の粒子物性嗜好性に基づいて細胞内CAを内包した脂質ナノ粒子を設計・作製し、乳がん細胞を移植したモデルマウスへ投与し、腫瘍においてCA搭載細胞が作出されていることを確認しました。
(3-3) 細胞同士の融合を利用した細胞内CAの搭載技術として、株化免疫細胞2種類に対して、キャリア細胞との融合とモデル分子の搭載を達成しました。また、融合後に余分な細胞核を排除する過程において、一方の細胞核を選択的に排除するための知見を見出しました。

【2025年度の代表的な成果】

• N. Kimura, Y. Yamanishi, and S. Sakuma, “Cytotransducers for visualization of spatiotemporal intercellular communication”, Small, 21, 2503749, 2025. (Inside Back Cover, Wiley Hot Topic)

培養環境において、ヒト・マウス血液から回収した免疫細胞に対して、3つの搭載技術を選択的に適用して、細胞内CAを搭載し、開始・条件分岐・中止のいずれかの遠隔制御が確認できるCA搭載細胞を作製していきます。また、生体内へのCA搭載技術として、3–1, 3–2においてマーカー分子の標的選択的な搭載技術の構築に取り組みます。CA搭載細胞の遠隔制御性などの状態は、画像解析、フローサイトメーター等の計測手法、RNAシーケンシング等により確認します。細胞内CAの搭載効率および、搭載処理後の細胞状態の詳細な評価を行うことで、より安心・安全な細胞内CA搭載細胞の作製技術の開発を目指します。
本研究開発項目において、複数の細胞内CAの搭載技術を同時に検討することで、多種多様な細胞に対して適したCA搭載技術の選択・利用ができる、CA搭載細胞の生産体制の構築を目指します。