2016 Fiscal Year Annual Research Report
Ultra-thin film wrinkle assay to visualize and evaluate the cell traction force
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15H06627
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| Research Institution | Tokai University |
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Principal Investigator |
横山 奨 東海大学, マイクロ・ナノ研究開発センター, 特定研究員 (30760425)
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| Project Period (FY) |
2015-08-28 – 2017-03-31
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| Keywords | Traction force / TFM / Wrinkle / Contractile force / Drug efficacy evaluation |
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| Outline of Annual Research Achievements |
超薄膜を応用した細胞トラクションフォース評価法の開発を行い、従来法よりも優れたスクリーニング手法を提供することを目指し研究を実施した。
柔軟な基板の上に、基板よりも硬いナノオーダ膜厚を有する超薄膜を成膜した機能性基板を作製する。この機能性基板の上で細胞を培養すると、細胞のトラクションフォースにより超薄膜に表面座屈が生じる。この表面座屈による”シワ”を位相差顕微鏡などで容易に光学観察が可能である。超薄膜上に発生する”シワ”は、トラクションフォースの直行方向に生じることを確認した。一方、力の大きさの算出には、膜厚の正確な制御と物理特性の把握が必要不可欠である。柔軟な基板として、シリコーンゴム材料の一種であるポリジメチルシロキサン（PDMS）を架橋剤との混合比を調節して用いた。前年度までの研究成果から、ECRスパッタリング法で成膜したナノオーダの金超薄を用いることで、定性的なトラクションフォースの可視化を実現した。
さらに、本年度ではトラクションフォースの定量化と細胞のパターニングを試みた。数値解析ソフトを用いたシミュレーションを実施し、金超薄膜へ表面座屈を生じさせるために必要な力の大きさを検討した。合わせて、表面に発生する”シワ”の波長と表面座屈に寄与した応力の相関性に関する研究（SIEBIMM）を用いたトラクションフォース定量化への検討を行い、実用化へ向けての知見を得た。
複数の学会に参加し、本研究に関する成果を報告するとともに情報交換を行った。（2016年度日本機械学会年次大会、他15回）また、本研究の一部成果をまとめ論文として発表した。（S. Yokoyama, T. S. Matsui, S. Deguchi, Biochemical and Biophysical Research Communications 482, 975-979 (2017)、他2編）
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| Research Progress Status |
28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 |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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