Deep-learning generation of high-resolution ultrasound images of cultured cells and systematic study of local mechanical stimulation on them by focused ultrasound and their responses

• Project/Area Number: 24H00045
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (S)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Broad Section D
• Research Institution: The University of Osaka
• Principal Investigator: 荻 博次 大阪大学, 大学院工学研究科, 教授 (90252626)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 中島 吉太郎 大阪大学, 大学院工学研究科, 助教 (20867337) ; 池中 建介 大阪大学, 大学院医学系研究科, 助教 (70774058)
• Project Period (FY): 2024-04-01 – 2029-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2025)
• Budget Amount: ¥141,180,000 (Direct Cost: ¥108,600,000、Indirect Cost: ¥32,580,000); Fiscal Year 2025: ¥32,630,000 (Direct Cost: ¥25,100,000、Indirect Cost: ¥7,530,000); Fiscal Year 2024: ¥42,640,000 (Direct Cost: ¥32,800,000、Indirect Cost: ¥9,840,000)
• Keywords: メカノバイオロジー / 集束超音波 / 核 / 力学刺激 / 深層学習 / 超音波 / 細胞 / 超解像

Outline of Research at the Start

高周波集束超音波により、培養細胞に対し局所力学刺激を付与し、かつ、深層学習による 超音波画像の高解像化を可能とする独自の超音波細胞解析システムを開発し、非侵襲かつ 精密に制御された局所力学刺激に対する細胞応答を長時間にわたって系統的に探求し、メカノバイオロジー分野への貢献を目指す。刺激については、特に細胞核への選択的非侵襲力学刺激技術を確立し、形態や分泌物質への影響を調べる。また、病理的に重要な細胞内での蛋白質凝集現象への力学刺激の影響を探究し、パーキンソン病の原因蛋白質であるαシヌクレインの細胞内凝集能に注目し、診断や薬剤効能評価等への応用研究へ展開する。