| Project/Area Number |
20H00228
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Medium-sized Section 20:Mechanical dynamics, robotics, and related fields
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
小俣 透 東京工業大学, 工学院, 教授 (10262312)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
門之園 哲哉 東京工業大学, 生命理工学院, 准教授 (10510282)
神永 真帆 豊田工業高等専門学校, 機械工学科, 助教 (20879986)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥45,110,000 (Direct Cost: ¥34,700,000、Indirect Cost: ¥10,410,000)
Fiscal Year 2023: ¥6,110,000 (Direct Cost: ¥4,700,000、Indirect Cost: ¥1,410,000)
Fiscal Year 2022: ¥9,100,000 (Direct Cost: ¥7,000,000、Indirect Cost: ¥2,100,000)
Fiscal Year 2021: ¥13,390,000 (Direct Cost: ¥10,300,000、Indirect Cost: ¥3,090,000)
Fiscal Year 2020: ¥16,510,000 (Direct Cost: ¥12,700,000、Indirect Cost: ¥3,810,000)
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| Keywords | 知能機械 |
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| Outline of Research at the Start |
体内の腫瘍はがん細胞が複雑に分化した不均一な細胞の集団であり，さらに正常細胞が取り込まれ，悪性化に深く関与していることが明らかになってきた．このようながん微小環境の詳細は解明されていない．
そこで本研究では，工学技術の導入により，細胞一つ一つの性質や，がん細胞と正常細胞の相互作用を調べることができるシステムを開発することを目的とする．さらに，悪性化に深く関与している低酸素低栄養状態で，それらを調べることが可能なシステムとする．また，がん微小環境に適用できるファージディスプレイ法を開発し，細胞表面に発現する膜タンパク質の同定を試みる．
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| Outline of Annual Research Achievements |
ファージディスプレイ法による結合抗体・ペプチド探索などの適用を念頭に，細胞毎に探査できるシステムを開発するとともに，がんの悪性化に係わっている低酸素低栄養状態のがん細胞の特性を調べることができる細胞培養システムの開発に取り組んできた．
細胞毎に探査できるシステムに関しては、先端径が数十μmのガラスキャピラリにより目標の単一または小集団の細胞を取り囲み、密閉することにより選択する方式が最良と考え、そのシステムを構築した。密閉を確認するために、T7ファージと同程度の大きさである径200 nmの蛍光ビーズを用いて、密閉した領域から漏れ出さないことを確認した。これにより、選択した領域だけにファージを作用させ、局所的にファージディスプレイ結合抗体・ペプチド探索を実行するシステムの開発の見通しを得た。さらに、イオン伝導法を用いで、密閉による蛍光ビーズの漏れ出しの停止とイオン電流の遮断によるその低下の関係性を調べた。これらの関係性が確認され、イオン電流の低下により密閉が検証できることが分かった。
一方，がん細胞を3次元培養すると100μm以上の内部には培養液が届かず，低酸素低養状態なることが知られているが，内部の細胞は観察やアクセスが難しい。そこで、これまでに観察ができる領域を低酸素低栄養にする細胞培養装置を考案していた。今年度は、その細胞培養にスフェロイドを利用する方法を考案した。この装置を製作するとともに、細胞周期を蛍光でモニタリングできるFUCCI遺伝子を導入した細胞株を用いて、低酸素低栄養状態になることが予想される領域で休眠状態の細胞が多くなることが観察できた。
この他要素技術として、スフェロイド操作のためのバルブを用いない流路切り替え方法、スフェロイド内部への送液と吸引方法、ファージが細胞に取り込まれてしまうエンドサイトーシスを抑制するための４°C冷却方法を考案した。
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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
細胞毎に探査できるシステムと低酸素低栄養状態のがん細胞の特性を調べることができる細胞培養システムの改良を行い、それらの開発に見通しを得ている。
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| Strategy for Future Research Activity |
システムを完成させ、実験を行い成果をまとめる。
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Report
(4 results)
Research Products
(10 results)
