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ピエゾ抵抗カンチレバーによる細胞接着力の計測

研究課題

研究課題/領域番号 14J08196
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 知能機械学・機械システム
研究機関東京大学

研究代表者

塚越 拓哉  東京大学, 情報理工学系研究科, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2014-04-25 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
2015年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2014年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
キーワードMEMS / センサー / 細胞
研究実績の概要

ピエゾ抵抗型力センサを用いて,液中の微小な力が計測可能なセンシングシステムを構築し,細胞の接着力を計測した.このシステムはナノニュートン(nN)以下の力分解能およびミリ秒以下の時間分解能をもつことと,細胞の接着面において接着力の計測が可能であることを特徴とする.
実際にウシ大動脈由来平滑筋細胞(BAOSMC)の接着力を計測し,細胞がセンサに接触・接着してから薬剤によって剥がされるまでのダイナミクスを捉えることができた.BAOSMCは播種後にセンサ上に接着してから約2時間かけて接着力を増大させること,その間に力が急速に増大する時間帯と停滞する時間帯とがあることなどがわかった.
BAOSMCの接着力が最大レベルに達した後に,消化酵素トリプシンを作用させて細胞をセンサから剥がしたところ,(トリプシンの滴下から)約1分後に力が低下し始め,約10秒間かけて力が消失した.接着力は徐々に低下するのではなく,瞬間的なステップ状の変化を何度か繰り返した.
細胞は接着斑とよばれるタンパク質複合体を形成して,他の細胞や細胞外マトリクスに接着することが知られている.上記の研究結果は,接着力の生成が接着斑と細胞骨格との複雑な相互作用に起因していること,接着斑が分解する過程で接着力は徐々にではなく瞬間的に解放されることがわかった.こうした知見は,今後細胞運動の力学モデルを構築する上で,重要な情報になるものと期待される.

現在までの達成度 (段落)

27年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

27年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (1件)

すべて 2015

すべて 学会発表 (1件)

  • [学会発表] Micropillar Type Three-Axis Force Sensor for Measurement of Cellular Force2015

    • 著者名/発表者名
      Tomoki Omiya
    • 学会等名
      18th International Conference on Solid-State Sensors, Actuators and Microsystems (Transducers 2015)
    • 発表場所
      Anchorage, Alaska, The United States of America
    • 年月日
      2015-06-21 – 2015-06-25
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

URL: 

公開日: 2015-01-22   更新日: 2024-03-26  

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