2015 Fiscal Year Annual Research Report
局所微小力荷重下における近接場蛍光検出による生体組織の生理学応答分析装置の開発
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25286029
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| Research Institution | Tokyo University of Agriculture and Technology |
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Principal Investigator |
梅田 倫弘 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (60111803)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
太田 善浩 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (10223843)
岩見 健太郎 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (80514710)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | ミトコンドリア / ベント型光ファイバー / 局所微小力 / 蛍光色素 / 共焦点顕微鏡 / ヤング率 / ナノニュートン / ROS |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、細胞やオルガネラの力学刺激に伴う生理学応答を近接場光学顕微技術によって検出分析することで、これまで全く明らかにされてこなかった生体組織のダイナミクスを明らかにするとともに、それら生体組織を起源とする様々な疾病の機序の解明に迫ることができる分析システムの構築を目的とした。そのために、ベント型光ファイバーのたわみ変位を検出する微小力印加システムと生体組織の生理応答を光学的に検出する顕微システムを組み合わせた複合システムの開発を目指した。H27年度では、前年度に開発した装置をより使い勝手及び性能の向上を目指して改良するとともに、開発装置の有効性を実証するため、ミトコンドリアの力学特性および生理応答の観測実験を行い、以下の結果が得られた。
１．製作した装置の性能を評価し，膜電位感受性蛍光色素染色によるミトコンドリア蛍光像の取得による位置決めに成功するとともに．ベント型光ファイバーによる力印加機構の性能確認をしてnNオーダーの力検出が可能であることを明らかにした．
２．製作した装置を用いてミトコンドリアの外部印加力に対する変形を測定し、ヤング率を世界で初めて計測することに成功し，その値はE = 9.6 ~ 115 kPaに分布し，従来報告されている細胞のヤング率とオーダーが一致していることが確認された．
３．ミトコンドリアへの栄養基質を添加したときの膜電位を同時に観測した結果、50nN以下の力印加では脱分極周波数が上昇することが明らかとなった。
４．ミトコンドリアの力印加に伴う変形により活性酸素種の産生を明らかにすすため，MitoSox染色されたミトコンドリアに外力を印加したときの蛍光強度変化を計測し，40nN程度の外力でROS産生が生じることを世代で初めて明らかにした．
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| Research Progress Status |
27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 |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Causes of Carryover |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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