2021 Fiscal Year Annual Research Report
High-speed single cell diagnosis by atomic force microscopy
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21H01787
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
岡嶋 孝治 北海道大学, 情報科学研究院, 教授 (70280998)
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2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 原子間力顕微鏡 / 細胞診断 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
がん細胞は、体内で長期間にわたり徐々に蓄積し、がん遺伝子およびがん抑制遺伝子にいくつかの変異が少しずつ入ることによって発症すると考えられている。細胞の力学特性が、がんの進行度に依存して変化し、この細胞の力学特性の変化が、がん細胞の浸潤・転移に重要な役割をすることが先行研究により明らかになりつつある。原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）は、接着性細胞の力学特性を低侵襲、且つ精密に決定することができる。本研究では、接着状態における１細胞のレオロジー空間分布を測定でき、短時間で細胞診断を可能とするＡＦＭ技術を開発することを目的としている。本年度は、細胞レオロジー空間分布を計測可能なＡＦＭ技術を開発した。当初は、応力緩和測定やフォースモジュレーション測定のような時間周波数領域の計測方法を拡張することを考えていたが、研究の過程で、フォースカーブからレオロジーを評価できることが分かった。１細胞のべき指数レオロジー特性を用いた解析を施すことで、フォースカーブから、細胞レオロー変数を決定する解析法を構築した。また、多数のパターン細胞を測定可能な広範囲ＡＦＭ装置を試作し、正立型光学顕微鏡に実装した。本ＡＦＭシステムは、光学顕微鏡像から、パターン化した１細胞の位置を同定し、その画像を解析することにより、自動的に個々の細胞のレオロジーを計測することが可能になる。これらの開発により、高速な1細胞力学診断が可能になると期待できる。
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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
令和３年度の計測技術の開発は順調に進展している。一方で、コロナ渦の影響で、システム制御用装置の納品に遅延があった。この納品後にAFM計測に必要なプログラムの作成を行う。
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| Strategy for Future Research Activity |
コロナ渦の影響で、システム制御用装置の納品に遅延があった。この納品後にAFM計測に必要なプログラムの作成を行う。また、今年度開発したAFMシステムの細胞診断への性能評価を行う。
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Research Products
(6 results)
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[Journal Article] Pharmacological alteration of cellular mechanical properties in pulmonary arterial smooth muscle cells of idiopathic pulmonary arterial hypertension2021
Author(s)
Shinichi Katsuragi, Nao Tatsumi, Mizuki Matsumoto, Jun Narita, Ryo Ishii, Hidehiro Suginobe, Hirofumi Tsuru, Renjie Wang, Shigetoyo Kogaki, Ryosuke Tanaka, Keiichi Ozono, Takaharu Okajima, Hidekazu Ishida
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Journal Title
Cardiology Research
Volume: 12
Pages: 231-237
DOI
Peer Reviewed
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