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超音波と微小気泡を用いた細胞局所刺激手法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 23650247
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 医用生体工学・生体材料学
研究機関北海道大学

研究代表者

工藤 信樹  北海道大学, 大学院・情報科学研究科, 准教授 (30271638)

研究協力者 奥山 学  北海道大学, 大学院・情報科学研究科, 修士課程学生
木下 勇人  北海道大学, 大学院・情報科学研究科, 修士課程学生
松井 智子  北海道大学, 大学院・情報科学研究科, 修士課程学生
水内 美里  北海道大学, 大学院・情報科学研究科, 修士課程学生
吉松 幸里  北海道大学, 大学院・情報科学研究科, 修士課程学生
研究期間 (年度) 2011 – 2012
研究課題ステータス 完了 (2012年度)
配分額 *注記
3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2012年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2011年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワード細胞骨格 / メカノトランスダクション / 細胞局所機械刺激 / 心筋細胞 / 超音波 / 光ピンセット / 微小細胞 / 細胞力覚 / 微小気泡 / 血管内皮細胞
研究概要

細胞のメカノトランスダクション研究への応用を目的に,細胞局所を機械的に刺激する新しい手法を提案した.この方法では,大きさ数ミクロンの微小気泡を細胞に接触させた状態で超音波を照射することにより,気泡が細胞よりも強い音響放射力を受けることを利用して局所刺激を実現する.微小気泡の位置制御は光ピンセットで実現した.刺激対象としてラットから単離・培養した心室筋細胞を用いることとし,拍動の電気的ペーシングと気泡付着状態での超音波照射を顕微鏡観察下で行える観察チャンバを開発した.手法の有用性を確認するため,気泡を付着した培養心筋細胞に超音波を照射する実験を行い,機械刺激による期外収縮を誘導できることを確認した.さらに,心筋細胞の不応期を求める実験を通じて拍動周期に依存して不応期が変化することを確認し,機械的刺激に対する細胞の反応を調べる上での本刺激手法の有用性を確認した.

報告書

(3件)
  • 2012 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2011 実施状況報告書
  • 研究成果

    (47件)

すべて 2013 2012 2011

すべて 雑誌論文 (25件) (うち査読あり 13件) 学会発表 (22件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Basic studies on sonoporation with size- and positioncontrolled microbubbles adjacent to cells.2013

    • 著者名/発表者名
      Kudo N, Tanaka Y, Uchida K.
    • 雑誌名

      IEEE Ultrasonics Symposium Proceedings

      巻: (in print)

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Relation between cell membrane tension and repair of membrane damaged during sonoporation2013

    • 著者名/発表者名
      Tanaka Y, Kudo N.
    • 雑誌名

      IEEE Ultrasonics Symposium Proceedings

      巻: (in print)

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Basic studies on sonoporation with size- and position-controlled microbubbles adjacent to cells2013

    • 著者名/発表者名
      Kudo N
    • 雑誌名

      IEEE Ultrasonics Symposium Proceedings

      巻: 2013

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Relation between cell membrane tension and repair of membrane damaged during sonoporation2013

    • 著者名/発表者名
      Tanaka Y
    • 雑誌名

      IEEE Ultrasonics Symposium Proceedings

      巻: 2013

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Prophylactic immunization with Bubble liposomes and ultrasound-treated dendritic cells provided a four-fold decrease in the frequency of melanoma lung metastasis2012

    • 著者名/発表者名
      Oda Y, Suzuki R, Otake S, Nishiie N, Hirata K, Koshima R, Nomura T, Utoguchi N, Kudo N, Tachi bana K, and Mar uyama K.
    • 雑誌名

      Journal of Controlled Release

      巻: 160(2) ページ: 362-6

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Activation of microbubbles by short-pulsed ultrasound enhances the cytotoxic effect of cisdiamminedichloroplatinum (II) in a canine thyroid adenocarcinoma cell line in vitro2012

    • 著者名/発表者名
      Sasaki N, Kudo N, Nakamura K, Lim SY, Murakami M, Kumara WRB, Tamura Y, Ohta H, Yamasaki M, and Takiguchi M.
    • 雑誌名

      Ultrasound in Medicine and Biology

      巻: 38(1) ページ: 109-118

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A study on sonoporation of cells cultured on a soft collagen gel scaffold.2012

    • 著者名/発表者名
      Kudo N, and Kinoshita Y.
    • 雑誌名

      AIP Conference Proceedings

      巻: 1503 ページ: 61-4

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 超音波照射と電気刺激による期外収縮発生に関する培養心筋細胞を用いた検討2012

    • 著者名/発表者名
      水内美里,工藤信樹
    • 雑誌名

      日本超音波医学会超音波基礎技術研究会資料

      巻: 2012(2) ページ: 38-43

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [雑誌論文] パルス超音波を用いたソノポレーションにおける薬物付着型微小気泡の有用性に関する基礎的検討2012

    • 著者名/発表者名
      吉松幸里,工藤信樹,鈴木亮,丸山一雄
    • 雑誌名

      日本超音波医学会超音波基礎技術研究会資料

      巻: 2012(2) ページ: 44-482

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Sonoporationによる抗がん剤の効果増強の多角的評価2012

    • 著者名/発表者名
      松井智子,工藤信樹
    • 雑誌名

      日本超音波医学会超音波基礎技術研究会資料

      巻: 2011(4) ページ: 17-21

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Prophylactic immunization with Bubble liposomes and ultrasound-treated dendritic cells provided a four-fold decrease in the frequency of melanoma lung metastasis2012

    • 著者名/発表者名
      Oda Y, Suzuki R, Otake S, Nishiie N, Hirata K, Koshima R, Nomura T, Utoguchi N, Kudo N, Tachibana K, Maruyama K
    • 雑誌名

      J Control Release.

      巻: 160 号: 2 ページ: 362

    • DOI

      10.1016/j.jconrel.2011.12.003

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Transmission electron microscopy study on the effects of the ultrasound contrast agent Levovist on hepatic cells2012

    • 著者名/発表者名
      Etsuo Takada
    • 雑誌名

      J. Med. Ultrasonics

      巻: Vol. 39 号: 3 ページ: 107-113

    • DOI

      10.1007/s10396-012-0349-8

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Activation of microbubbles by short-pulsed ultrasound enhances the cytotoxic effect of cis-diamminedichloroplatinum (II) in a canine thyroid adenocarcinoma cell line in vitro2012

    • 著者名/発表者名
      Sasaki N, Nakamura K, et al
    • 雑誌名

      Ultrasound in Medicine and Biology

      巻: 38 号: 1 ページ: 109-118

    • DOI

      10.1016/j.ultrasmedbio.2011.09.017

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A study on sonoporation of cells cultured on a soft collagen gel scaffold2012

    • 著者名/発表者名
      Kudo N, and Kinoshita Y
    • 雑誌名

      AIP Conference Proceedings 2012

      巻: 1503 ページ: 61-64

    • DOI

      10.1063/1.4769918

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Temperature elevation of biological tissue model exposed by focused ultrasound with acoustic radiation force.2012

    • 著者名/発表者名
      Nitta N, Kudo N, Akiyama I.
    • 雑誌名

      AIP Conference Proceedings

      巻: 1474 ページ: 263-266

    • DOI

      10.1063/1.4749346

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 超音波照射と電気刺激による期外収縮発生に関する培養心筋細胞を用いた検討2012

    • 著者名/発表者名
      水内美里
    • 雑誌名

      日本超音波医学会基礎技術研究会資料

      巻: 2012 ページ: 38-43

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [雑誌論文] パルス超音波を用いたソノポレーションにおける薬物付着型微小気泡の有用性に関する基礎的検討2012

    • 著者名/発表者名
      吉松幸里
    • 雑誌名

      日本超音波医学会基礎技術研究会資料

      巻: 2012 ページ: 44-48

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [雑誌論文] 画像差分型シュリーレン法を用いた超音波音場の可視化(招待発表)2012

    • 著者名/発表者名
      工藤信樹
    • 雑誌名

      日本超音波医学会基礎技術研究会資料

      巻: 2012 ページ: 49-52

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [雑誌論文] Sonodynamic therapy using water-dispersed TiO2-polyethylene glycol compound on glioma cells: comparison of cytotoxic mechanism with photodynamic therapy.2011

    • 著者名/発表者名
      Yamaguchi S, Kobayashi H, Narita T, Kanehira K, Sonezaki S, Kudo N, Kubota Y, Terasaka S, Houkin, K.
    • 雑誌名

      Ultrasonics Sonochemistry

      巻: 18 ページ: 1197-1204

    • NAID

      120003295069

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 診断装置によるソノポレーションの特徴と条件設定2011

    • 著者名/発表者名
      佐々木東,中村健介,工藤信樹,滝口満喜
    • 雑誌名

      日本超音波医学会超音波基礎技術研究会資料

      巻: 2011(2) ページ: 53-55

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書 2011 実施状況報告書
  • [雑誌論文] ゲル上に培養した細胞へのソノポレーション効果に関する検討2011

    • 著者名/発表者名
      木下勇人,工藤信樹
    • 雑誌名

      日本超音波医学会超音波基礎技術研究会資料

      巻: 2011(2) ページ: 47-52

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [雑誌論文] 光ピンセットを用いた超音波造影剤微小気泡の位置制御装置の開発2011

    • 著者名/発表者名
      奥山学,工藤信樹,清水孝一
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術研究報告

      巻: 111(84) ページ: 7-12

    • NAID

      10029355688

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書 2011 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Sonoporationによる抗がん剤の効果増強の多角的評価2011

    • 著者名/発表者名
      松井智子, 工藤信樹
    • 雑誌名

      日本超音波医学会基礎技術研究会資料

      巻: 2011(4) ページ: 17-22

    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [雑誌論文] ゲル上に培養した細胞へのソノポレーション効果に関する検討2011

    • 著者名/発表者名
      木下勇人,工藤信樹
    • 雑誌名

      日本超音波医学会基礎技術研究会資料

      巻: 2011(2) ページ: 47-52

    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 画像差分シュリーレン法による治療用超音波音場の可視化 ~ シャーレ内の定在波音場の可視化 ~2011

    • 著者名/発表者名
      小原浩貴,工藤信樹,清水孝一
    • 雑誌名

      日本超音波医学会基礎技術研究会資料/電子情報通信学会技術研究報告

      巻: 2011(1)/111(88) ページ: 31-35

    • NAID

      110008746055

    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] 微小気泡の薬物付加法や膜特性がソノポレーション現象に与える影響2013

    • 著者名/発表者名
      吉松幸里,工藤信樹,鈴木亮,丸山一雄
    • 学会等名
      日本超音波医学会平成24年度第4回超音波分子診断治療研究会
    • 発表場所
      福岡,福岡大学医学部
    • 年月日
      2013-03-02
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] 微小気泡の薬物付加法や膜特性がソノポレーション現象に与える影響2013

    • 著者名/発表者名
      吉松幸里
    • 学会等名
      本超音波医学会 平成24年度 第4回超音波分子診断治療研究会
    • 発表場所
      福岡大学(福岡市)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 細胞培養の足場硬さによるソノポレーション現象の違い2012

    • 著者名/発表者名
      工藤信樹,田中裕人
    • 学会等名
      日本ソノケミストリー学会第5回超音波とマイクロバブルの相互作用に関するシンポジウム
    • 発表場所
      東京,帝京大学板橋キャンパス
    • 年月日
      2012-12-15
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] 蛍光物質付着型バブルリポソームを用いたsonoporationの検討2012

    • 著者名/発表者名
      吉松幸里,工藤信樹,鈴木亮,丸山一雄
    • 学会等名
      第28回日本DDS学会学術集会
    • 発表場所
      札幌,札幌コンベンションセンター
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] 超音波照射と電気刺激による培養心筋細胞の期外収縮発生の時間閾値に関する検討2012

    • 著者名/発表者名
      水内美里,工藤信樹
    • 学会等名
      日本超音波医学会第85回学術集会
    • 発表場所
      東京,グランドプリンスホテル新高輪
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] パルス超音波と微小気泡を用いた細胞へのマイクロインジェクションの試み2012

    • 著者名/発表者名
      奥山学,工藤信樹,清水孝一
    • 学会等名
      日本超音波医学会第85回学術集会
    • 発表場所
      東京,グランドプリンスホテル新高輪
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] 蛍光物質付着型バブルリポソームを用いたsonoporationの検討2012

    • 著者名/発表者名
      吉松幸里,工藤信樹,鈴木亮,丸山一雄
    • 学会等名
      日本超音波医学会第85回学術集会
    • 発表場所
      東京,グランドプリンスホテル新高輪
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] パルス超音波を用いたソノポレーションの実現に向けたいくつかの基礎的検討2012

    • 著者名/発表者名
      工藤信樹,佐々木東,滝口満喜
    • 学会等名
      日本超音波医学会第85回学術集会
    • 発表場所
      東京,グランドプリンスホテル新高輪
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] Invitroとinvivo条件におけるソノポレーションの最適条件と効果の違いに関する検討2012

    • 著者名/発表者名
      工藤信樹
    • 学会等名
      日本超音波医学会第85回学術集会
    • 発表場所
      東京,グランドプリンスホテル新高輪
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] キャビテーションの生体作用2012

    • 著者名/発表者名
      工藤信樹
    • 学会等名
      日本超音波医学会第85回学術集会
    • 発表場所
      東京,グランドプリンスホテル新高輪
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] ソノポレーション効果の制御を目指したタイムラプス観察システムの開発2012

    • 著者名/発表者名
      田中裕人,工藤信樹
    • 学会等名
      第51回日本生体医工学会大会
    • 発表場所
      福岡,福岡国際会議場
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] ソノポレーションの機序検討に向けた細胞と微小気泡の同時位置制御2012

    • 著者名/発表者名
      内田和輝,奥山学,工藤信樹,清水孝一
    • 学会等名
      第51回日本生体医工学会大会
    • 発表場所
      福岡,福岡国際会議場
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] ソノポレーション研究のための光ピンセットを用いた微小気泡位置制御システムの開発2012

    • 著者名/発表者名
      内田和輝,田中裕人,工藤信樹
    • 学会等名
      Optics & Photonics Japan 2012日本光学会年次学術講演会
    • 発表場所
      東京,タワーホール船堀
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] 細胞培養の足場硬さによるソノポレーション現象の違い2012

    • 著者名/発表者名
      工藤信樹
    • 学会等名
      日本ソノケミストリー学会第5回超音波とマイクロバブルの相互作用に関するシンポジウム(平成24年度第3回超音波分子診断治療研究会)
    • 発表場所
      帝京大学板橋キャンパス(東京都)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 画像差分シュリーレン法を用いた小型容器内の治療用超音波音場の可視化2012

    • 著者名/発表者名
      小原浩貴
    • 学会等名
      第33回超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム
    • 発表場所
      千葉大学(千葉市)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 超音波造影剤微少気泡の制御とソノポレーション研究への応用2012

    • 著者名/発表者名
      奥山 学,工藤信樹,清水孝一
    • 学会等名
      日本超音波医学会 第4回超音波分子診断治療研究会
    • 発表場所
      福岡大学(福岡)
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] ソノポレーション機序解明のためのマイクロバブル位置制御2012

    • 著者名/発表者名
      工藤信樹,奥山学
    • 学会等名
      日本ソノケミストリー学会第4回超音波とマイクロバブルの相互作用に関するシンポジウム(招待講演)
    • 発表場所
      名古屋駅前イノベーション ハブ(名古屋)
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] ソノポレーション基礎研究のための光ピンセットを用いた微小気泡位置制御装置の開発2011

    • 著者名/発表者名
      奥山学,工藤信樹,清水孝一
    • 学会等名
      日本超音波医学会第84回学術集会
    • 発表場所
      東京,グランドプリンスホテル新高輪
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] 2種類の前立腺がん細胞におけるソノポレーションによる抗がん剤の効果増強2011

    • 著者名/発表者名
      松井智子,工藤信樹
    • 学会等名
      日本超音波医学会第84回学術集会
    • 発表場所
      東京,グランドプリンスホテル新高輪
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] 細胞の培養状態がソノポレーションの効率に与える影響に関する検討2011

    • 著者名/発表者名
      木下勇人,工藤信樹
    • 学会等名
      日本超音波医学会第84回学術集会
    • 発表場所
      東京,グランドプリンスホテル新高輪
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] Visualization of Ultrasound Fields Inside a Small Chamber Used for Sonoporation Study2011

    • 著者名/発表者名
      Nobuki Kudo, Hiroki Obara and Koichi Shimizu
    • 学会等名
      13th World Congress of Ultrasound in Medicine and Biology
    • 発表場所
      Austria Center Vienna (Vienna, Austria)
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] Evaluation of Tissue Exposed by Pulsed Ultrasound with Acoustic Radiation Force2011

    • 著者名/発表者名
      N. Nitta, N. Kudo and I. Akiyama
    • 学会等名
      13th World Congress of Ultrasound in Medicine and Biology
    • 発表場所
      Austria Center Vienna (Vienna, Austria)
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書

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公開日: 2011-08-05   更新日: 2019-07-29  

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