| Project/Area Number |
23K18576
|
|---|
| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
|
| Allocation Type | Multi-year Fund |
|---|
| Review Section |
Medium-sized Section 90:Biomedical engineering and related fields
|
|---|
| Research Institution | Osaka University |
|---|
Principal Investigator |
吉川 洋史 大阪大学, 大学院工学研究科, 教授 (50551173)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
武部 貴則 大阪大学, 大学院医学系研究科, 教授 (20612625)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2023-06-30 – 2026-03-31
|
| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
|
| Budget Amount *help |
¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2025: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2023: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
|
|---|
| Keywords | 細胞接着 / レーザー刺激 / 反射干渉イメージング / 生体材料 / 界面計測 / オルガノイド / レーザー操作 / 力学計測 / 圧力波 / バイオマテリアル |
|---|
| Outline of Research at the Start |
本研究では、細胞・生体物質・生体材料の力学特性の定量評価システムを開発するとともに、力学特性を絶対定量指標とした機能的な細胞組織や分子集合体作製の設計指針を提示することを目指している。そのために、研究代表者らが開発してきた光学的・力学的な計測法などを発展的に組み合わせることで、様々な対象の力学特性（接着性・弾性等）を定量評価可能な実験システムを構築する。そして得られた力学特性と機能性との相関を得ることで、人工的に作製された器官様組織構造体（オルガノイド）をはじめとする細胞や分子集合体の超越的機能を発現させるための力学的条件の解明を目指す。
|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、細胞・生体物質・生体材料の力学特性の定量評価システムを開発するとともに、力学特性を絶対定量指標とした機能的な細胞組織や分子集合体作製の設計指針を開拓することにある。2023年度はこれまで研究代表者らが開発してきた力学的な刺激・計測手法論を先鋭化・高度度化するとともに、様々な試料を対象としたその技術検証を行った。
例えば、研究代表者が得意とする反射型光干渉法に構造化照明を組み合わせることで、そのXY平面方向の超解像化に成功し、細胞-外場環境間のナノメートルスケールの接着構造を検出できることを見出した。さらに本超解像光干渉イメージングと、蛍光イメージング法を組み合わせることで、細胞接着と細胞骨格のナノメートルスケールの構造相関を詳細に調べ、細胞接着性を定量指標とした細胞分化状態の評価が可能であることを見出した。また本超解像光干渉イメージング技術を用いて、モータータンパク質で駆動する微小管ファイバーネットワーク構造の３次元計測や、タンパク質結晶表面のステップ成長様式を高空間解像度で可視化することにも成功した。本成果はJ Phys Chem Lett誌に原著論文として発表した。また集光レーザーや原子間力顕微鏡を外部刺激を用いた生体物質の力学的相互作用の制御や計測法に関する研究も進め、細胞組織の機能と力学的特性との定量的相関に関する初期的知見を得ることにも成功している。以上の成果の一部は論文や学会にて発表している。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
2023年度に当初予定していた計測制御系の高度化・先鋭化はある程度達成し、その成果を原著論文として発表することができた。また本計測制御系を用いた細胞および細胞組織・生体物質・生体材料に関する力学的研究にも着手できており、本研究はおおむね順調に進展しているといえる。
|
| Strategy for Future Research Activity |
今後も構築した計測制御系の高度化・先鋭化を進めるとともに、様々な細胞・生体物質・生体材料を用いた技術検証や、様々な生命機能の力学的観点からの定量指標化を目指す予定である。
|
