Development of new methods for evaluating cell mechano-response to multidirectional and anisotropic mechanical stimuli induced by hydrogel swelling

2018 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 16K12868
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Research Field: Biomedical engineering/Biomaterial science and engineering
• Research Institution: Saitama University
• Principal Investigator: YOSHIKAWA Hiroshi 埼玉大学, 理工学研究科, 准教授 (50551173)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 杉浦 慎治 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 上級主任研究員 (10399496)
• Research Collaborator: KAWAMURA Ryuzo
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: 光分解性ゲル / ゼラチン / 細胞力学応答 / 膨潤力 / レーザー操作 / 細胞骨格 / モータータンパク質 / 光化学反応

Outline of Final Research Achievements

We have developed photo-responsive cell culture substrate that can generate mechanical stimuli with various spatio-temporal patterns. We succeeded in evaluating cell mechano-response to multidirectional and anisotropic mechanical stimuli by using the substrate. In addition, we also developed new optical manipulation methods for the control of growth of organic crystals.

Free Research Field

生物物理化学、光工学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

近年の研究で、細胞が外部環境の伸展・収縮などの力学刺激を感知し、様々な細胞機能や形態の変化を示すことが明らかとなり、細胞機能発現と力学刺激との相関の解明に注目が集まっている。本研究では、従来までは難しかった、多方向かつ異方的な力学刺激を細胞に印加できる実験システムを開発することに成功した。これにより、生体内で起こりうる空間不均一な力学刺激を模倣することが初めて可能となり、細胞機能発現に資する力学刺激の時空間パターンの解明が進むことが期待できる。