2021 Fiscal Year Annual Research Report
高度生殖医療技術の標準化を実現する医療対応型全自動細胞診断システムの開発
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19H04481
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| Research Institution | Yamagata University |
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Principal Investigator |
阿部 宏之 山形大学, 大学院理工学研究科, 教授 (10375199)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
黒谷 玲子 山形大学, 大学院理工学研究科, 准教授 (00453043)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | バイオ関連機器 / 医療・福祉 / 超精密計測 / 先端機能デバイス / ミトコンドリア / 細胞呼吸 / 生殖医療 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
不妊治療成績の向上には、精度の高い生殖細胞品質診断システムの開発が不可欠である。本研究では、医療対応型全自動細胞品質診断システムを開発するために、以下の研究を行った。
（1）超高感度マイクロ電極と単一細胞呼吸測定技術の開発：単一の卵子および培養細胞の酸素消費量を安定的・高制度で測定できる高感度マイクロ電極の開発を行った。酸素の還元条件下－0.6 V、計測レンジ1 nA、電流値－0.2～－0.5 nAの感度のマイクロ電極を用いた単一細胞呼吸測定技術の確立を試みた。マウスおよびウシの卵子と培養細胞を用いて電極の計測感度を検証し、計測時に発生するノイズの軽減や電極の耐久性を調べた結果、測定精度に影響する①マクロ電極先端径、②マイクロ電極－試料間の距離（電極先端位置）、③マイクロ電極の走査速度及び走査距離を決定することができた。また、測定感度の向上に伴って発生するノイズの低減対策を施した精密自動化ステージの開発に成功した。
（2）医療対応型呼吸測定液の開発：マイクロ電極を汚染せず、超微弱（pAレベル）電流の検出にも影響しない計測液の組成を検討した結果、受精卵培養用培地を基本とする呼吸測定液を開発した。この呼吸測定液は長時間の呼吸測定において安定した呼吸計測を可能であり、胚呼吸測定後の胚発生に影響しない非侵襲の測定液であることが判った。
（3）高精度ミトコンドリア呼吸機能解析技術の開発：単一細胞由来の極微量試料を用いた高精度ミトコンドリア呼吸機能解析技術の開発を試みた。その結果、単一の卵子および培養細胞におけるミトコンドリアの膜電位測定と局在を非侵襲的に解析することができた。また、ミトコンドリア内膜に存在する酵素複合体チトクロームc酸化酵素（COX）の遺伝子発現を単一卵子のレベルで定量・解析できるシステムの構築に成功した。
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| Research Progress Status |
令和3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 |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Journal Article] Creation, effects on embryo quality, and clinical outcomes of a new embryo cultute medium with 31 optimized components derived from human oviduct fluid: A prospective multicenter randomized trial2022
Author(s)
Utsunomiya T., Yao R., Itoh H., Kai Y., Kumasako Y., Setoguchi M., Nakagata N., Abe H., Ishikawa M., Kyono K., Shibahara H., TsuTsumi O., Terada Y., Fujii S., Yanagida K., Yokoyama M., Niimura S., Endo T., Fukuda Y., Inoue M., Kono T., Kuji N., Tawara F., Yoshida H., Yokota Y., Tada Y.
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Journal Title
Reproductive Medicine and Biology
Volume: 21
Pages: e12459
DOI
Peer Reviewed
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