薬物代謝や物質透過性を評価する実験系として、セルカルチャーインサートを用いた腸管上皮細胞シートモデルが使用されています。シート形成には数週間にわたりインサートとウェルプレートの両方の培地交換を2、3日おきに繰り返し、なおかつシートを傷つけないように細心の注意を払いながらピペット操作の必要がある、非常に作業負担が高いものです。この煩雑かつ注意が必要な作業をMakCellにより行いました。21日間の培養を行ったところ、タイトジャンクションや微絨毛といった腸管上皮細胞シートの特徴的な構造が認められ、物質透過性においても細胞間からの漏れは見られず、手作業培養のものと遜色ない細胞シートを培養することができました。

MakCellの低酸素環境での細胞応答を評価しました。低酸素応答因子として知られているHIF1αを対象として、1% O₂設定にしたMakCell庫内にHeLa細胞を入れて培養したところ、1時間でHIF1αは低酸素刺激に応答して核内への移行を確認しました。また、脂肪由来間葉系間質細胞でも同様にHIF1αの核内への移行を確認しました。

MakCellの低酸素環境の安定性を確認しました。5% O₂になるように設定したところ、1時間でほぼ設定値に到達しました。インキュベータの扉開閉時に生じるO₂濃度変動は、5％ O₂では6分で, 1% O₂では12分で各設定値に戻りました。また，MakCell稼働中も培養環境は乱されることなく、一定に維持されていました。

MakCellを用いてヒトiPS細胞から心筋細胞への分化誘導を行い、GSK阻害剤とWnt阻害剤を用いたプロトコールを自動化しました。分化15日目における心筋細胞マーカーcTnTの陽性率を評価したところ、条件Cでは約60%の陽性率が得られました。

MakCellを用いてヒトiPS細胞の初期中胚葉分化誘導を自動化する研究を行いました。3種類の培地を使用し、培地交換のタイミングをプログラムすることで、手動操作と同様の遺伝子発現を示すことを確認しました。CHIR99021の添加により、BrachyuryとPDGFR αの発現が確認されたことから、MakCellは自動培地交換による分化誘導が可能であることが示唆されました。

MakCellを用いた自動培地交換と手作業による培地交換を比較した研究では、培地交換前後の乳酸濃度、グルコース濃度、pHを分析しました。結果、MakCellは手作業と同等に乳酸を除去し、新鮮な培地を供給できることが確認されました。手作業では培地ボトルの開閉によりpHが上昇するのに対し、MakCellではpH変動が抑えられました。また、Day 7におけるiPS細胞の形態や増殖率に差異はなく、2ヶ月間の培地交換後もiPS細胞の未分化性が維持されていました。

MakCellを使用したディンプルプレートでの培地交換により、細胞塊の崩壊や移動がなくなり、細胞塊のサイズ分布にも影響が見られなかったことから、MakCellが有用な自動培養装置であることが示されました。