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「線・面・空間」を生み出す非細胞ワイヤ構造体の創出と細胞集合体の挙動解析

Publicly Offered Research

Project AreaMaterial properties determine body shapes and their constructions
Project/Area Number 21H05778
Research Category

Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (A)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Transformative Research Areas, Section (III)
Research InstitutionNagoya University

Principal Investigator

安井 隆雄  名古屋大学, 工学研究科, 准教授 (00630584)

Project Period (FY) 2021-09-10 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥12,610,000 (Direct Cost: ¥9,700,000、Indirect Cost: ¥2,910,000)
Fiscal Year 2022: ¥6,370,000 (Direct Cost: ¥4,900,000、Indirect Cost: ¥1,470,000)
Fiscal Year 2021: ¥6,240,000 (Direct Cost: ¥4,800,000、Indirect Cost: ¥1,440,000)
Keywordsワイヤ構造体 / 細胞挙動 / 線・面・空間
Outline of Research at the Start

生体が体を構築するとき、細胞集合体の挙動だけではなく、サポート素材となる材料の化学的・物理的性質の理解が必要不可欠である。本研究課題では、生体の形態形成の原理について、材料による「マクロな形」と細胞の集合体による「細胞挙動」の関係を解明すべく、材料工学のアプローチにより「マクロな形」を材料の材質・大きさによって定義し、発生学のアプローチにより「細胞挙動」をカイメン動物の形成解析によって達成する。

Outline of Annual Research Achievements

本研究課題では、生体の形態形成の原理について、ミリ・マイクロ・ナノスケールの材料による「マクロな形」と細胞の集合体による「細胞挙動」の関係を明らかにすべく、工学的なアプローチにより「マクロな形」を素材と大きさによって定義し、細胞集合体の挙動解析を推進する。本研究課題においては、家の構築と同じ構成で、生体の形態形成の原理への追求が可能である。これらのパラダイムは非常に類似しているため、工業製品の構築デザイン技術への生体への応用や、生体の構築デザイン技術の工業製品への応用は双方向となることが期待される。これまでに、ナノスケールのワイヤ材料の「材質」「配置」「次元数」を自在に駆使し、様々なデバイスへ応用してきた知見を駆使し、「ワイヤ」の素材加工による『体』の建築への学術的な理解を深化させる。
本研究課題では、申請者独自のナノ空間骨格の作製技術を、マイクロ/ミリスケールへスケールアップし、ナノ/マイクロ/ミリスケールのワイヤ構造体で「線・面・空間」を生み出す非細胞素材の加工を達成し、細胞ん体の形成成長時における加工する非細胞素材の影響を解析する。個体が体の形成成長時には、幼弱個体中の細胞が大工のように、長さ約150-250 um・直径約4-7 umほどの両端が尖った針状の構造物である骨片の細胞内産生と細胞外排出(製造)を行い、別の細胞集団(transport cells)が運搬し、上皮細胞によるシートを上手く使うことで一端を配置し、下端を固定して骨片を体内で柱の様に建て、その先に別の骨片を運搬すると柱を接合する(梁を作る)、という作業工程を行うことが知られている。本研究課題では、(1)transport cellsが骨片をどのように認識するのか、(2)擬似骨片の形状と細胞の骨格形成に影響があるのか、に注力した。

Research Progress Status

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2022 Annual Research Report
  • 2021 Annual Research Report
  • Research Products

    (16 results)

All 2023 2022 2021 Other

All Int'l Joint Research (2 results) Journal Article (4 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 2 results) Presentation (7 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 7 results) Book (1 results) Patent(Industrial Property Rights) (2 results)

  • [Int'l Joint Research] KMITL(タイ)

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    • Author(s)
      Chattrairat Kunanon、Yasui Takao、Suzuki Shunsuke、Natsume Atsushi、Nagashima Kazuki、Iida Mikiko、Zhang Min、Shimada Taisuke、Kato Akira、Aoki Kosuke、Ohka Fumiharu、Yamazaki Shintaro、Yanagida Takeshi、Baba Yoshinobu
    • Journal Title

      ACS Nano

      Volume: 17 Issue: 3 Pages: 2235-2244

    • DOI

      10.1021/acsnano.2c08526

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    • Author(s)
      C. Jirayupat, K. Nagashima, T. Hosomi, T. Takahashi, B. Samransuksamer, Y. Hanai, A. Nakao, M. Nakatani, J. Liu, G. Zhang, W. Tanaka, M. Kanai, T. Yasui, Y. Baba and T. Yanagida
    • Journal Title

      Chemical Communications

      Volume: 58 Issue: 44 Pages: 6377-6380

    • DOI

      10.1039/d1cc06384g

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      Takahashi Kazuki、Chida Shunsuke、Suwatthanarak Thanawat、Iida Mikiko、Zhang Min、Fukuyama Mao、Maeki Masatoshi、Ishida Akihiko、Tani Hirofumi、Yasui Takao、Baba Yoshinobu、Hibara Akihide、Okochi Mina、Tokeshi Manabu
    • Journal Title

      Lab on a Chip

      Volume: 22 Issue: 16 Pages: 2971-2977

    • DOI

      10.1039/d2lc00224h

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      Paisrisarn Piyawan、Yasui Takao、Zhu Zetao、Klamchuen Annop、Kasamechonchung Panita、Wutikhun Tuksadon、Yordsri Visittapong、Baba Yoshinobu
    • Journal Title

      Nanoscale

      Volume: 14 Issue: 12 Pages: 4484-4494

    • DOI

      10.1039/d1nr07237d

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    • Author(s)
      馬場嘉信、柳田 剛、加地範匡
    • Total Pages
      244
    • Publisher
      シーエムシー出版
    • ISBN
      9784781316093
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    • Inventor(s)
      安井隆雄, 馬場嘉信
    • Industrial Property Rights Holder
      名古屋大学
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2022-151862
    • Filing Date
      2022
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  • [Patent(Industrial Property Rights)] 脂質ナノ粒子を融合する方法2022

    • Inventor(s)
      安井隆雄, 馬場嘉信
    • Industrial Property Rights Holder
      名古屋大学
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2022-168904
    • Filing Date
      2022
    • Related Report
      2022 Annual Research Report

URL: 

Published: 2021-10-22   Modified: 2023-12-25  

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