2013 Fiscal Year Research-status Report
細胞の振動モード測定による動的力学刺激感受システムの解明
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25420179
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Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Research Institution | Yokohama National University |
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Principal Investigator |
白石 俊彦 横浜国立大学, 環境情報研究院, 准教授 (30361877)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 機械力学・制御 / 細胞 / 骨 / 振動学 / 振動モード / 固有振動数 / モデル化 / 力学センサ |
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| Research Abstract |
本研究では，細胞を大規模構造システムとして捉え，機械的振動に対する細胞の振動モードをミクロンオーダで測定するとともに，細胞の固有振動数を求めることを目的とする．さらに，振動モードに対応した細胞内の局所的な変形と生化学反応との対応関係を明らかにし，力学－生化学変換機構としての機械的振動に対する細胞の力学刺激感受システムを検討する．この目的達成のために，当該年度では，細胞用の加振装置を試作し，機械的振動に対する細胞の振動モード測定の基本システムを構築した．まず，マウス骨芽細胞様細胞株MC3T3-E1を培養した容器をミクロンオーダで正弦波加振できるように，蛍光顕微鏡ステージ上で圧電素子を用いて，100Hzまでは加振可能であることを確認した．次に，機械的振動下において，細胞骨格の一種のアクチンフィラメントを発光させた骨芽細胞の観察実験を行った．過去の研究より骨芽細胞の増殖および分化に影響のあることが報告されている25Hzで細胞を加振したときに，蛍光顕微鏡用の高感度・高速度カメラを用いて，細胞内のアクチンフィラメントが観察可能であることを確認した．特徴点抽出・追跡アルゴリズムであるKanade-Lucas-Tomasi法により細胞骨格の各特徴点を追跡することで細胞の各固有振動数における振動モードを測定するためには，加振振動数に応じて取得画像の解像度およびフレームレートを適切に調整する必要があることを確認した．
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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
当該年度に計画していた，細胞用の加振装置の試作，機械的振動に対する細胞の振動モード測定の基本システムの構築が達成できたため．
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| Strategy for Future Research Activity |
当初の研究実施計画どおり，細胞の各固有振動数での振動モードの同定，加振時の細胞の変形と生化学反応との対応関係の測定を行うことにより，細胞の動的力学刺激感受システムの一端を解明することを目指す．
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