磁気的測定と顕微鏡画像処理による細胞運動の研究

1986 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 61550310
• Research Institution: Tokyo Denki University
• Principal Investigator: 根本 幾 東京電機大, 理工学部, 助教授 (40105672)
• Keywords: 生体磁気 / マクロファージ / 細胞運動 / 画像処理 / ATP / 顕微鏡画像処理

Research Abstract

本研究の目的は細胞運動の研究に対して新しいアプローチを与えることである。方法としては、磁気測定と画像処理とを併用する。本年度において、磁気測定による細胞内運動のエネルギーの大きさの推定に一応結果が得られ、また細胞の顕微鏡画像の処理についても、その道具立てはそろった状態になった。以下これらについてもう少し詳しく説明する。
細胞に磁性粒子と食作用を利用して取り込ませる。これを強い磁界で磁化すると、細胞から微弱な磁界が発生するようになる。この細胞磁界は、時間とともに緩和するが、これは細胞内の微細構造が運動するためである。この運動のエネルギーの大きさを推定する方法として、これらの磁化した粒子を弱い磁界によって整列させ、整列の程度を細胞磁界の大きさから測定し、整列を阻止しようとする細胞内運動のエネルギーの大きさを算出する方法を考案した。この方法によって、細胞の温度を低下したときや、細胞内ATP濃度を低下させたときの、細胞内運動のエネルギーの変化を推定した。この方法は、その基礎であるモデルの妥当性に大きく依存するので、今の段階で結論的なことを述べるのは危険であるが、細胞内運動のミクロな機構に対して、何らかの知見を与える結果も得られるのではないかと期待される。
顕微鏡画像処理について述べる。現在までに、顕微鏡TVカメラで撮影しビデオレコーダに記録した像を、大型計算機に処理させるシステムが大体完成している。処理方法については、これから主な研究対象となるが、2次元自己回帰モデルによる解析や、複数の像からの立体像の再構成などを研究している。特に後者については、細胞内に導入した磁性粒子の、細胞内における立体的な配置を、ある程度改良した像で観察できるようになった。これから、この方法をさらに改良して、生きている細胞の立体構造に迫りたい。

Research Products

• [Publications] Nemoto,I.;Ogura,K.;Toyotama,H.: Trans.IECE Jap.69. 1231-1240 (1986)
• [Publications] 根本幾,小倉和仁,豊玉英樹: 日本ME学会雑誌. 秋季特別号24. 92-93 (1986)
• [Publications] 小倉和仁,根本幾,豊玉英樹: 電子通信学会研究会資料. MBE-86. 43-50 (1986)