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がん細胞浸潤機構の解明に向けた多相構造体の力学場解析を実現する3D計測手法の開発

Publicly Offered Research

Project AreaMultidisciplinary computational anatomy and its application to highly intelligent diagnosis and therapy
Project/Area Number 17H05289
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Science and Engineering
Research InstitutionKumamoto University (2018)
Nagoya University (2017)

Principal Investigator

森田 康之  熊本大学, 大学院先端科学研究部(工), 教授 (90380534)

Project Period (FY) 2017-04-01 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2018: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
Fiscal Year 2017: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
Keywordsがん細胞 / 転移 / 浸潤 / スフェロイド / 力学場 / 細胞外マトリックス / 集団遊走 / 上皮間葉転換 / トランスフォーミング増殖因子 / 機械的性質
Outline of Annual Research Achievements

がん組織のモデルであるがんスフェロイドの内部応力状態に着目し,その時空間的計測に成功した.がんスフェロイド内部には,圧縮応力が作用するものの,その値はスフェロイド内部の場所によってほぼ変化しなかった.また,がんスフェロイド外部の細胞外マトリックスの定量的力学場計測にも成功し,その力学場はスフェロイドを中心とする膨張・収縮場であった.時間の経過とともに,収縮場への収束していったが,非一様性は有したままであった.その収縮場の中でも,高い収縮力により,その細胞外マトリックスを構成するコラーゲン線維束が集まってくる場所においてのみ,がんスフェロイドからの浸潤の成長が顕著にみられた.このように,本申請課題の遂行によりがん組織形成時の多相構造体の力学場解析に成功した.これまでの研究では,がん組織の内部応力を正確に測定した例はみられなかった.本申請課題では,がん組織のモデルとしてのがんスフェロイドの内部応力を定量的に明らかにするとともに,そのスフェロイド周辺の細胞外マトリックスの力学場の定量化も成し遂げた.このように,多相構造体であるがん組織周辺の力学場を連続的に定量測定した例はこれまでになく,その可視化はがん浸潤機構の解明の一助となるものと考えられる.さらに,本申請課題で得られた定量的結果は,がん浸潤機構の物理的要因の一端を示すものである.

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2018 Annual Research Report
  • 2017 Annual Research Report
  • Research Products

    (15 results)

All 2019 2018 2017

All Journal Article (5 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 5 results) Presentation (10 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results)

  • [Journal Article] tLyP-1-conjuagted core-shell nanoparticles, Fe3O4@mSiO2, for tumor-targeted drug delivery2019

    • Author(s)
      Y. Morita, R. Sakurai, T. Wakimoto, K. Kobayashi, B. Xu, Y. Toku, G. Song, Q. Luo and Y. Ju
    • Journal Title

      Applied Surface Science

      Volume: 474 Pages: 17-24

    • DOI

      10.1016/j.apsusc.2018.09.205

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] DVC measurement of invasive deformation field of ECM generated by tumor cell induced EMT2018

    • Author(s)
      Y. Morita, T. Yamauchi, Y. Toku, and Y. Ju
    • Journal Title

      Proceedings of the 2018 SEM Annual Conference and Exposition on Experimental and Applied Mechanics

      Volume: -

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Use of a tendon/ligament cell sheet with mesenchymal stem cells and cyclic stretch stimulus for tendon/ligament tissue restoration2018

    • Author(s)
      Y. Morita, F. Matsubara, Y. Toku and Y. Ju
    • Journal Title

      Journal of Mechanical Engineering

      Volume: 印刷中

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Optimization of differentiation time of mesenchymal-stem-cell to tenocyte under a cyclic stretching with a microgrooved culture membrane and selected measurement cells2018

    • Author(s)
      Y. Morita, T. Yamashita, Y. Toku, and Y. Ju
    • Journal Title

      Acta of Bioengineering and Biomechanics

      Volume: 20

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Measurement of 3D deformation field of ECM generated by mesenchymal stem cell using DVC method2017

    • Author(s)
      Y. Morita, N. Kawase, T. Yamauchi, and Y. Ju
    • Journal Title

      Proceedings of the SEM Annual 2017: Conference and Exposition on Experimental and Applied Mechanics

      Volume: -

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] がん転移における浸潤起点と周辺細胞外基質の変形特性に関する研究2019

    • Author(s)
      森田康之, 山内崇司, 徳悠葵, 巨陽
    • Organizer
      日本実験力学会 The 18th Conference on Biomechanics in Niigata
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] DVC measurement of invasive deformation field of ECM generated by cancer cell with/without EMT2018

    • Author(s)
      Y. Morita
    • Organizer
      The 2018 Engineering Workshop in Kumamoto
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] DVC measurement of invasive deformation field of ECM generated by tumor cell induced EMT2018

    • Author(s)
      Y. Morita, T. Yamauchi, Y. Toku, and Y. Ju
    • Organizer
      The 2018 SEM Annual Conference and Exposition on Experimental and Applied Mechanics
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Use of a tendon/ligament cell sheet with mesenchymal stem cells and cyclic stretch stimulus for tendon/ligament tissue restoration2017

    • Author(s)
      Y. Morita, F. Matsubara, Y. Toku, and Y. Ju
    • Organizer
      Malaysia-Japan Joint Symposium on Biomechanics & Medical Engineering 2017: International Conference on Advances in Mechanical Engineering 2017 (ICAME2017)
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Measurement of 3D deformation field of ECM generated by mesenchymal stem cell using DVC method2017

    • Author(s)
      Y. Morita, N. Kawase, T. Yamauchi, and Y. Ju
    • Organizer
      SEM Annual 2017: Conference and Exposition on Experimental and Applied Mechanics
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 伸縮刺激を用いた間葉系幹細胞の腱細胞分化における繰り返し周波数の影響に関する研究2017

    • Author(s)
      平野勇勝, 森田康之, 徳悠葵, 巨陽
    • Organizer
      日本機械学会第28回バイオフロンティア講演会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] DVC法を用いたがん細胞スフェロイドの浸潤力学場計測2017

    • Author(s)
      中野優亮, 森田康之, 山内崇司, 徳悠葵, 巨陽
    • Organizer
      日本機械学会M&M2017材料力学カンファレンス
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] デジタル画像相関法を用いた伸展下における細胞内力学場計測2017

    • Author(s)
      梅井航, 森田康之, 徳悠葵, 巨陽
    • Organizer
      日本機械学会2017年度年次大会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 細胞外基質の弾性率が幹細胞分化時の力学場に与える影響2017

    • Author(s)
      山本陵介, 森田康之, 徳悠葵, 巨陽
    • Organizer
      日本機械学会第30回バイオエンジニアリング講演会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] がん細胞浸潤機構の解明に向けた多相構造体の力学場解析を実現する3D計算手法の開発2017

    • Author(s)
      森田康之
    • Organizer
      平成29年度新学術領域研究「多元計算解剖学」シンポジウム
    • Related Report
      2017 Annual Research Report

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Published: 2017-04-28   Modified: 2019-12-27  

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