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革新的生体ナノイメージング技術による繊毛疾患の分子機構解明

Publicly Offered Research

Project AreaMolecular Science for Nanomedicine
Project/Area Number 24107504
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 InstitutionAichi University of Education (2013)
Tohoku University (2012)

Principal Investigator

上野 裕則  愛知教育大学, 教育学部, 講師 (70518240)

Project Period (FY) 2012-04-01 – 2014-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2013)
Budget Amount *help
¥7,020,000 (Direct Cost: ¥5,400,000、Indirect Cost: ¥1,620,000)
Fiscal Year 2013: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000)
Fiscal Year 2012: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000)
Keywords気管 / 繊毛 / 高精度イメージング / クライオ電子線トモグラフィー法 / 繊毛・鞭毛 / イメージング / 分子モーター / ナノ粒子
Research Abstract

真核生物の繊毛・鞭毛は、気管や精子をはじめ、様々な組織・器官に存在している。そのため、繊毛運動の異常は様々な疾患に関わる。本研究課題は、主に気管の繊毛運動に焦点をあて、ナノスケールの蛍光粒子を用い、マウス気管組織の繊毛運動(波形、振幅、周波数)の定量化を行うと同時に、気管内腔組織表面の流体を高精度(7-9nmの空間分解能)で解析する系を確立した。さらに、クライオ電子線トモグラフィー法により繊毛内部の3次元構造を明らかにすることにも成功した。今年度は主に病気や疾患を持ったモデルマウスを作成し、昨年開発した同様の系で解析を行う。このデータを基に健常マウスから得られたデータとの比較を行い、疾患のプロセスを解明しようと考えた。これは、健常マウスの繊毛運動を定量化した数値データを基に、疾患による繊毛運動の破綻のプロセスを数値で導き出す。このことは、将来的に疾患の分子機構解明や病気の診断にも応用できるものと期待している。具体的には、慶応義塾大学との共同研究により、リポ多糖(LPS)をマウス気管に噴霧し、短期間で気管支炎モデルマウスを作成することに成功した。LPS噴霧後3日目のマウスで、繊毛細胞の数が大きく減少することが分かり、さらに、LPS噴霧後7日目の気管支炎マウスでは、繊毛を持った細胞数は回復するものの繊毛の長さが短くなる事が確認された。また、大阪大学との共同研究により、繊毛の構成分子を欠損したノックアウトマウスを作成することに成功し、気管繊毛運動の解析や繊毛内3次元構造解析を行う事に成功した。

Current Status of Research Progress
Reason

25年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

25年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2013 Annual Research Report
  • 2012 Annual Research Report
  • Research Products

    (12 results)

All 2014 2013 2012 Other

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (8 results) (of which Invited: 2 results) Book (1 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Separation of cancer cells from a red blood cell suspension using inertial force2012

    • Author(s)
      T.Tanaka
    • Journal Title

      Lab on a Chip

      Volume: 12 Issue: 21 Pages: 4336-4343

    • DOI

      10.1039/c2lc40354d

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Mouse respiratory cilia with the asymmetric axonemal structure on sparsely distributed ciliary cells can generate overall directional flow2012

    • Author(s)
      Hironori Ueno, et al
    • Journal Title

      Nanomedicine : Nanotechnology, Biology, and Medicine

      Volume: (未定)(In press) Issue: 7 Pages: 1081-1087

    • DOI

      10.1016/j.nano.2012.01.004

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 気管繊毛ダイニンの軸糸内における構造変化2014

    • Author(s)
      上野裕則
    • Organizer
      日本機械学会 第26回 バイオエンジニアリング講演会
    • Place of Presentation
      東北大学 片平キャンパス(宮城県仙台市青葉区)
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Nano-imaging of ciliary motion and structure with light and electron microscopy2013

    • Author(s)
      Hironori Ueno, Takuji Ishikawa, Khanh Huy Bui, Kohsuke Gonda, Takashi Ishikawa, Takami Yamaguchi
    • Organizer
      Japan-Taiwan Nanomedicine Symposium
    • Place of Presentation
      Taipei, Taiwan
    • Year and Date
      2013-01-13
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] 気道上皮の繊毛細胞が作り出す流れの計測2013

    • Author(s)
      清田浩毅、上野裕則、石川拓司、沼山恵子、今井陽介、 大森俊宏、山口隆美
    • Organizer
      日本機械学会 第25回バイオエンジニアリング講演会
    • Place of Presentation
      産業技術総合研究所つくばセンター、日本
    • Year and Date
      2013-01-09
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] クライオ電子線トモグラフィー法による気管繊毛の3次元構造解析2013

    • Author(s)
      上野裕則、ブイフイ、石川尚、石川拓司、山口隆美
    • Organizer
      日本顕微鏡学会 第69回 学術講演会
    • Place of Presentation
      ホテル阪急エキスポパーク(大阪府吹田市)
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Nano-imaging of ciliary motion and structure by light and electron microscopy2013

    • Author(s)
      Hironori Ueno, Takuji Ishikawa, Khanh Huy Bui, Kohsuke Gonda, Takami Yamaguchi, Takashi Ishikawa
    • Organizer
      ナノメディシン分子科学国際シンポジウム
    • Place of Presentation
      東京大学 本郷キャンパス 山上会館(東京都文京区)
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Ciliary motion and the three dimensional structure of mouse respiratory cilia2013

    • Author(s)
      上野裕則
    • Organizer
      第51回 日本生物物理学会年会
    • Place of Presentation
      国立京都国際会館(京都府京都市左京区)
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Measurement of ciliary flow generated on the surface of tracheal lumen2012

    • Author(s)
      Koki KIYOTA, Hironori UENO, Takuji ISHIKAWA, Keiko NUMAYAMA, Yohsuke IMAI, Toshihiro OMORI and Takami YAMAGUCHI
    • Organizer
      65th Annual Meeting of the APS Division of Fluid Dynamics
    • Place of Presentation
      San Diego, California, USA
    • Year and Date
      2012-11-18
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] マウス気管繊毛の運動と外腕ダイニンの構造変化2012

    • Author(s)
      上野裕則、石川拓司、Khanh Huy Bui、権田幸祐、石川尚、山口隆美
    • Organizer
      第4回 繊毛研究会
    • Place of Presentation
      東京大学
    • Year and Date
      2012-06-08
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Book] Visualization and Simulation of Complex Flows in Biomedical Engineering2013

    • Author(s)
      Flow on the Surface of the Tracheal Lumen by Ciliary Motion of Asymmetric Axonemal Structures
    • Total Pages
      240
    • Publisher
      Springer
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Remarks] 愛知教育大学 研究者総覧

    • URL

      http://souran.aichi-edu.ac.jp/profile/ja.aMjxJpSqPncT7QTNV7XELA==.html

    • Related Report
      2013 Annual Research Report

URL: 

Published: 2013-05-15   Modified: 2019-07-29  

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