Non-destructive assessment of cell differentiation via wettability and extracellular matrix
| Project/Area Number |
18KK0416
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| Research Category |
Fund for the Promotion of Joint International Research (Fostering Joint International Research (A))
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 90110:Biomedical engineering-related
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| Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
田中 信行 国立研究開発法人理化学研究所, 生命機能科学研究センター, 上級研究員 (00724692)
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| Project Period (FY) |
2019 – 2023
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥6,890,000 (Direct Cost: ¥5,300,000、Indirect Cost: ¥1,590,000)
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| Keywords | 濡れ性 / 細胞外マトリックス / フィブロネクチン / 気体噴射液体排除法 / 界面分子 / マトリックス動態 / コラーゲン / ヒアルロン酸 / 共焦点レーザー顕微鏡 / 微小形態 / 多光子励起顕微鏡 / 原子間力顕微鏡 / 培養細胞組織 / 濡れ性評価 / ひずみ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、研究代表者が世界で初めて実現した気体噴射液体排除法による細胞組織濡れ性評価法と海外共同研究者が独自に開発した空間的・力学的細胞外マトリックス動態評価法を用いて、 細胞分化時のダイナミックに変化する濡れ性とマトリックス動態から細胞の品質を非破壊的に評価することを目的としている。
本年度は、短期間ではあったが新型コロナウイルスのパンデミックが始まって以来初めて共同研究先への渡航が実現し、現地で実験を実施することができた。共同研究先での滞在中は、共同研究者らが新たに開発した細胞外マトリックスの解け具合を可視化する手法について原理を学ぶと共に、実験を通じて理解を深めることができた。また、気体噴射液体排除法について原理を紹介すると共に、細胞外マトリックスを対象として分子状態の変化と濡れ性の対応づけた実験を実施した。セミナーやミーティングを通じて、これまでの実験結果および今後の構想についてディスカッションを行うことができた。
また実験を通じて得た知見を元に、気体噴射液体排除法は、気体噴射が能動的に界面分子の状態変化を生じさせ、その変化を緩和する過程も含めて、界面分子と液体分子との相互作用をマクロな視点で捉える濡れ性評価手法であるとの仮説を立てている。共同研究者らの開発した細胞外マトリックス動態評価法だけでなく、分光学的手法など他の観点から仮説検証を行うことが望ましいと考えている。また、細胞外マトリックスの性質をふまえた界面設計など工学的応用にも取り組んでおり、本研究の幅広い展開に道筋をつけることができた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
新型コロナウイルスのパンデミック以来初めて共同研究先での実験を行うことができ、有益なデータが得られたため。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまで液体という巨視的な視点で濡れ性を取り扱ってきたが、これまでの実験結果を鑑みて、より微視的な観点に立って研究を進めていく予定である。具体的には、界面分子状態の直接観察および界面分子を能動的にコントロールした実験のデザインである。
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Report
(4 results)
Research Products
(54 results)
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[Journal Article] In-situ detection based on the biofilm hydrophilicity for environmental biofilm formation2019
Author(s)
Tanaka, Nobuyuki Kogo, Takeshi Hirai, Nobumitsu Ogawa, Akiko Kanematsu, Hideyuki Takahara, Junko Awazu, Akane Fujita, Nobuko Haruzono, Yoshihide Ichida, Shunji Tanaka, Yo
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Journal Title
Scientific Reports
Volume: 9
Issue: 1
Pages: 8070-8081
DOI
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Peer Reviewed / Open Access
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[Presentation] Comparison of contact angle method and air-injection-mediated liquid exclusion method for wettability assessment of superhydrophobic surfaces2022
Author(s)
Aifang Han, Nobuyuki Tanaka, Satoshi Amaya, Koki Yamamoto, Junko Takahara, Akane Awazu, Nobuko Fujita, Takeshi Itabashi, Atsuko H. Iwane, Hiromitsu Nasu, Yoshihide Haruzono, Yo Tanaka
Organizer
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[Presentation] Highly feasible wettability assessment via air-injection-mediated liquid exclusion for plasma treatment-tuned superhydrophobic surfaces2022
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Aifang Han, Nobuyuki Tanaka, Satoshi Amaya, Koki Yamamoto, Junko Takahara, Akane Awazu, Nobuko Fujita, Takeshi Itabashi, Atsuko H. Iwane, Hiromitsu Nasu, Yoshihide Haruzono, Yo Tanaka
Organizer
IUMRS International Conference of Young Researchers on Advanced Materials 2022
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[Presentation] ハイドロゲルのトポロジー的不均一構造が表面濡れ性に及ぼす影響2019
Author(s)
高穎, 秋元文, 田中信行, 李シャン, 柴山充弘, 小野田実真, 春園嘉英, 田中陽, Shyh-Chang Luo, Jhih-Guang Wu, 吉田亮
Organizer
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