2015 Fiscal Year Research-status Report
衝撃波照射が細胞において生理応答を惹起する物理メカニズムの解明
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15K05706
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| Research Institution | 防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群) |
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Principal Investigator |
塚本 哲 防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工, その他部局等, 講師 (90511460)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
宮内 良広 防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工, その他部局等, 講師 (70467124)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 衝撃波医療 / 物理メカニズム / 力学刺激 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
最近，物理メカニズムは不明であるものの，衝撃波医療によって血管新生や骨折治癒，疼痛除去などが促進されたという報告が相次いでいる．この促進に，細胞において生理応答を惹起させる何らかの物理メカニズムが関与するとも指摘されている．本研究では，バイオメカニクスから発展した力学刺激の概念や技術を導入することで，現在は不明である物理メカニズムを解明することを目的とする．まず，衝撃波を照射した細胞が惹起する生理応答を顕微鏡観察できる実験系を高度化させた．内外でもそのような実験系は存在していたが，衝撃波によって生じる流体剪断力が混在している可能性を排除できていなかった．そこで，細胞が存在する空間を直径6mm高さ1mm程度の小さな空間に限定し，さらにその領域に衝撃波を集束させた．そのような改善によって流体剪断力が排除できたかどうかを確認するため，溶液内にポリスチレン製の微小ビーズを散布させ，衝撃波照射前後で流体が変形を起こしたか測定した．その結果，そのように改善された小さな空間においては，衝撃波照射に伴って流体は変形せず，衝撃波によって生じる流体剪断力は排除できることが分かった．そのような小さな空間に細胞を播種させ，細胞が示す生理応答の一つである細胞内Ca2+濃度上昇を測定したところ，そのように流体剪断力を排除した状態であっても衝撃波に対して応答を示した．すなわち，衝撃波照射によって細胞が応答するメカニズムには必ずしも流体剪断力は必要でないことが分かった．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
衝撃波照射によって細胞が応答する様子について流体剪断力を排除しつつ顕微鏡観察できる実験系を構築し，各種蛍光観察が安定して可能になったため．
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| Strategy for Future Research Activity |
衝撃波照射によって細胞が応答するメカニズムとして，どの細胞小器官がどのような物理メカニズムによって変化するのかを解明していく．他の力学刺激で関与すると考えられている細胞小器官を蛍光タンパク質によって可視化し，細胞に加わる力を実測していく．
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| Causes of Carryover |
当初初年度に購入を予定していた光学関連部品類の選定に時間を要しているため．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
光学関連部品類の選定を早急に進める．
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Research Products
(3 results)
