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2021 Fiscal Year Annual Research Report

「その場」環境制御システムによる細胞内構造の刺激応答計測と解析

Research Project

Project/Area Number 19H02097
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

小嶋 勝  大阪大学, 大学院基礎工学研究科, 准教授 (00533647)

Project Period (FY) 2019-04-01 – 2022-03-31
Keywordsナノマイクロメカトロニクス / マイクロ・ナノデバイス / 刺激応答計測
Outline of Annual Research Achievements

本研究では超高精度・刺激・応答計測用マイクロハンドシステムを基盤として光ピンセット技術を融合した自動化システムを構築し、生命現象の解明に適用することを目的とする。具体的には下記の課題に取り組んだ。
[A] 光ピンセット技術を融合した自動マイクロ計測系の構築と応用:
複数の計測対象を高空間分解能で計測するために構築した、広視野と高倍率を両立したマルチスケール同時観察(計測)系に光ピンセットを統合したシステムを基盤とし、自動計測の安定性や有用性に関して培養細胞を用いて評価を行った。また、評価に基づいてシステムの改善を行い、高い精度での認識と搬送を実現した。
[B] 細胞核への刺激・応答計測および計測の自動化及び応答解析:
力学刺激を印加可能なエンドエフェクタを用いて、細胞への刺激応答計測を行い、細胞種・組織による違いや、分化による変化、疾病との関連性、刺激応答を明らかにするため、種々の細胞での計測に取り組んだ。対象として、乳腺上皮由来細胞、横紋筋由来細胞、肝臓がん由来細胞など、株化されたものを用い、組織依存的に細胞剛性が変化するかを検証した。その結果、組織の硬さに相関して硬さが変化することが確認された。さらに、早老症の種”Hutchinson-Gilford Progeria Syndrome(HGPS)”を再現した細胞を用いてその剛性を計測し、大量発現した正常なラミンAタンパク質と変異型ラミンAタンパク質が異なる細胞剛性もたらすことを見出した。

Research Progress Status

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (10 results)

All 2022 2021

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (9 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 3 results)

  • [Journal Article] Automated Microhand System for Measuring Cell Stiffness By Using Two Plate End-Effectors2022

    • Author(s)
      Kawakami Masahiro、Kojima Masaru、Masuda Yuma、Mae Yasushi、Horii Takato、Nagai Takayuki、Nakahata Masaki、Sakai Shinji、Arai Tatsuo
    • Journal Title

      IEEE Robotics and Automation Letters

      Volume: 7 Pages: 2385~2390

    • DOI

      10.1109/LRA.2022.3143296

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Automated Microhand System for Measuring Cell Stiffness By Using Two Plate End-Effectors2022

    • Author(s)
      Masahiro Kawakami, Masaru Kojima, Yuma Masuda, Yasushi Mae, Takato Horii, Takayuki Nagai, Masaki Nakahata, Shinji Sakai, Tatsuo Arai
    • Organizer
      The 2022 International Conference on Robotics and Automation
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 細胞操作・計測を目的とした 高機能マイクロハンド用エンドエフェクタの開発2022

    • Author(s)
      小嶋 勝, 新井 健生
    • Organizer
      第40回 日本ロボット学会学術講演会
  • [Presentation] マイクロ流路を用いた多数の細胞への機械刺激負荷と応答の評価2022

    • Author(s)
      小嶋 勝, 戸谷 匡宏, 洞出 光洋, 前 泰志, 小椋 利彦, 新井 健生
    • Organizer
      日本機械学会ロボティクスメカトロニクス講演会 2022
  • [Presentation] Measurement of cellular stimulus response based on micro-manipulation techniques using a micro-hand system2022

    • Author(s)
      Masaru Kojima
    • Organizer
      33rd 2022 International Symposium on Micro-NanoMechatronics and Human Science (From Micro & Nano Scale Systems to Robotics & Mechatronics Systems)
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 細胞・人工細胞の刺激応答計測用プラットフォームの開発2022

    • Author(s)
      小嶋 勝
    • Organizer
      分子サイバネティクス・超越分子システム合同シンポジウム
    • Invited
  • [Presentation] Measuring the mechanical properties of cell using a two-fingered microhand system2022

    • Author(s)
      Masaru Kojima
    • Organizer
      The 24th Academic Exchange Seminar Between Shanghai Jiao Tong University And Osaka University
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] マイクロハンドを用いた微小物体の剛性計測におけるロバスト性の向上2021

    • Author(s)
      河上 昌弘, 小嶋 勝, 増田 侑馬, 前 泰志, 堀井 隆斗, 長井 隆行, 中畑 雅樹, 新井 健生, 境 慎司
    • Organizer
      第22回 計測自動制御学会 システムインテグレーション部門講演会
  • [Presentation] 細胞の特性計測のためのマイクロハンドシステムの構築と応用2021

    • Author(s)
      小嶋 勝, 妹尾 雄司, 河上 昌弘, 中畑 雅樹, 小椋 利彦, 新井 健生, 境 慎司
    • Organizer
      第39回 日本ロボット学会学術講演会
  • [Presentation] 細胞内構造の特性計測を目的としたマイクロハンドシステムの自動化2021

    • Author(s)
      小嶋 勝, 増田 侑馬, 妹尾 雄司, 河上 昌弘, 正 前 泰志, 堀井 隆斗, 長井 隆行, 小椋 利彦, 境 慎司, 新井 健生
    • Organizer
      日本機械学会ロボティクスメカトロニクス講演会 2021

URL: 

Published: 2023-12-25  

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