2014 Fiscal Year Annual Research Report
細胞・組織内の応力分布可視化手法の確立と形態形成原理の力学的理解
| Project Area | From molecules, cells to organs : trans-hierarchical logic for higher-order pattern and structures |
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| Project/Area Number |
22127008
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| Research Institution | Nagoya Institute of Technology |
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Principal Investigator |
松本 健郎 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (30209639)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
田村 篤敬 鳥取大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (30394836)
長山 和亮 茨城大学, 工学部, 教授 (10359763)
横田 秀夫 独立行政法人理化学研究所, その他部局等, その他 (00261206)
杉田 修啓 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (20532104)
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| Project Period (FY) |
2010-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | バイオメカニクス / 力学解析 / 細胞・組織 / 発生・形態形成 / 生物・生体工学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
研究最終年度の本年度は，昨年来の新鮮胚断面の凹凸計測法ならびに力学特性計測法の改良を継続した：
１）新鮮未固定胚の切断面形状と力学特性分布の瞬時計測： 昨年度は寒天に包埋した新鮮胚を顕微鏡の電動ステージに載せ，高周波電流を流した極細白金線で胚を切断したが，切断速度が10 mm/s程度と遅く，切断した胚同士が再癒着する可能性が考えられたため，電磁石とリニアガイドを用いた機構を作製し，切断速度を200 mm/s程度まで上昇させた．しかし，速度が速すぎ，切断中に寒天が剪断変形するなどして良好な断面は得られていない．そこで，対象を原腸胚ではなく，より発生が進み内容物が硬化した尾芽胚とし，切断した．その結果，かなり再現性のある断面の凹凸を得ることができ，脊索部分が突出していることが明らかとなった．断面の力学特性分布の計測に関しては，直径200μmのガラスビーズから直径100μmの金属粒子に変更することで，計測範囲を小さくすることができた．また，粒子を均等に散布できるように，厚さ100μmの板に直径150μmの穴が等間隔で空いたものを作製した．この穴に粒子を填め，胚の上で散布することを試みた．その結果，粒子が固まって落ちることは抑制できたが，均等間隔に落とすことは困難であった．
２）胚押込試験の計算機解析： 昨年度，矩形孔を用いた押込試験で胚表面の異方性が計測できる可能性が示されたので，有限要素モデルを作製し，弾性率の異方性の程度と矩形孔への組織の盛り上がりの異方性の程度の関係を調べた．また，押込試験を継続し，データの蓄積を進め，レーザアブレーションにより示される異方性と力学特性の異方性は対応しておらず，応力とひずみの異方性は必ずしも一致しないことが明らかとなった．
この他，３次元内部構造顕微鏡による胚内部の３次元構造のイメージングを試み，単離細胞に力学負荷を加えた際の応答なども調べた．
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| Research Progress Status |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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