| Project/Area Number |
22K20417
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
0301:Mechanics of materials, production engineering, design engineering, fluid engineering, thermal engineering, mechanical dynamics, robotics, aerospace engineering, marine and maritime engineering, and related fields
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| Research Institution | Keio University (2023)
Waseda University (2022) |
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Principal Investigator |
Morikura Takashi 慶應義塾大学, 理工学研究科(矢上), 特任助教 (50963865)
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| Project Period (FY) |
2022-08-31 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
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| Keywords | 三次元癌モデル / 並列実験可能な機械的刺激印加培養装置 / ラベルフリー細胞数計測技術 / データ駆動型PID制御器 / 三次元癌スフェロイド / メカノバイオロジー / 機械刺激 / 生体外三次元癌モデル / 情報計測 / データ駆動型制御 |
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| Outline of Research at the Start |
近年，三大疾病の一つである癌の新たな治療法として，機械刺激によって癌細胞群の制御を試みる治療法“癌メカノメディスン”が注目されている．癌のサイズは周囲の力学的環境の変化に応じて時間変化するため，癌メカノメディスンの実現には，サイズ変化を経時的に計測しながら機械刺激を適切に調整する閉ループ系の制御システムの構築が必要である．しかし，生体材料特有の計測困難さや制御困難さから当該システムの実験的検討は全く進んでいない．
そこで本研究では，適応的な機械刺激の印加による生体外三次元癌モデルのサイズ制御システムを具現化し，癌メカノメディスンの実現可能性を検証する．
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| Outline of Final Research Achievements |
In recent years, “cancer mechanomedicine,” a therapy that attempts to control cancer cell populations by mechanical stimulation, has attracted attention as a new treatment for cancer, one of the three major diseases of the world. To realize cancer mechanomedicine, it is essential to establish a mechanical system that can control the dynamics of time-varying cancer cell populations.
In this study, we attempted to demonstrate the feasibility of cancer mechanomedicine by realizing a size control system for an in vitro three-dimensional cancer model by applying adaptive mechanical stimuli. Specifically, we constructed a feed-back mechanically controlled culture system for the size of three-dimensional cancer model during the study period.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
現代社会における三大疾病の一つである癌に対して，これまで化学療法や分子標的治療法など様々な治療法が確立されてきた．一方で，化学物質に起因する副作用を克服することは長年の課題であった．そこで近年，化学物質を用いた治療法ではなく，力学的刺激を用いて癌細胞の生化学応答を制御しようと試みる“癌メカノメディスン”が注目されてきた．しかし，従来法はフィードフォワード型システムであり，生体内の外乱に対する耐性に限界があると考えられる．本研究では，比較的外乱に強いフィードバック型システムの構築を目指した．“癌メカノメディスン”の社会実装を押し進めるための重要な基盤技術となることが期待される．
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