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臓器をシングルセルに3次元分解する空間分画技術の創出

研究課題

研究課題/領域番号 16H06077
研究種目

若手研究(A)

配分区分補助金
研究分野 知能機械学・機械システム
研究機関香川大学

研究代表者

寺尾 京平  香川大学, 創造工学部, 准教授 (80467448)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
24,570千円 (直接経費: 18,900千円、間接経費: 5,670千円)
2019年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2018年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2017年度: 8,190千円 (直接経費: 6,300千円、間接経費: 1,890千円)
2016年度: 8,320千円 (直接経費: 6,400千円、間接経費: 1,920千円)
キーワードシングルセル解析 / 細胞操作 / 微細加工技術 / 1細胞解析 / ナノ加工 / マイクロ・ナノデバイス / バイオテクノロジー
研究成果の概要

本研究は、臓器を微小サイズに物理的に分割し、空間情報を保持したまま回収・解析をすることを目指すものである。シリコンナノ加工によって作製したナノメートルからマイクロメートルサイズの刃状構造体(ブレード)をアレイに配置した微細デバイスを、臓器サンプルに押圧することで、臓器を1細胞サイズに空間情報を保持した状態で一括分割する。本課題において、臓器分割のシステムを構築し、モデル生物の臓器(マウス脳)の物理分割を行い、本提案原理の実証を行った。また、臓器分画は定量網羅的計測のための前処理操作の位置付けであることから、実際の応用に繋げるために、分画後の計測に向けた回収法に関する要素技術を開発した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

臓器を物理的に大量の微小領域に一括分割する空間分画技術が達成されることにより、これまで扱うことの難しかった臓器内部の微小な1細胞領域を個別に扱うことを可能となり、臓器内の細胞・生体分子の不均一分布・臓器構造・細胞間のネットワークの解明に繋がる。したがって本技術は、基礎的な生物学分野だけでなく疾患の理解にも資することが期待される。本課題で開発を進めた技術は、臓器を一回の操作で大量の断片に空間情報を保持した状態で分割することを目指すものであり、サンプル回収技術と解析技術を組み合わせることで、従来法では困難な網羅的な臓器内1細胞解析の達成に近づくと考えられる。

報告書

(5件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (34件)

すべて 2020 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (30件) (うち国際学会 11件、 招待講演 1件)

  • [国際共同研究] Institute Curie(フランス)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] Institut Curie(フランス)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Molecular ring toss of circular BAC DNA using micropillar array for single-molecule studies2020

    • 著者名/発表者名
      Dohi Daiki、Hirano Ken、Terao Kyohei
    • 雑誌名

      Biomicrofluidics

      巻: 14 号: 1 ページ: 014115-014115

    • DOI

      10.1063/1.5142666

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 液性細胞間相互作用観察に向けたマイクロ流体デバイスの開発2017

    • 著者名/発表者名
      田尾 祐一、福田 健太、高尾 英邦、下川 房男、寺尾 京平
    • 雑誌名

      電気学会論文誌E(センサ・マイクロマシン部門誌)

      巻: 137 号: 5 ページ: 128-133

    • DOI

      10.1541/ieejsmas.137.128

    • NAID

      130005631680

    • ISSN
      1341-8939, 1347-5525
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] STAINLESS MICROFLUIDIC PROBE WITH 2D-ARRAY MICROAPPERTURES2019

    • 著者名/発表者名
      Shogo Kamiya、Koki Takahashi, Hidekuni Takao、Fusao Shimokawa、Kyohei Terao
    • 学会等名
      MicroTAS2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] MICROVASCULAR IN VITRO CONSTRICTION MODEL FOR IMAGING CANCER CELL DAMAGE AND RECOVERY2019

    • 著者名/発表者名
      Kyohei Terao,Hamizah Cognart, Jean Louis Viovy, Catherine Villard
    • 学会等名
      MicroTAS2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] iPS 細胞の分化誘導因子同定に向けた微小環境制御デバイスの開発2019

    • 著者名/発表者名
      川城 拓也、高尾 英邦、下川 房男、寺尾 京平
    • 学会等名
      第20回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 余剰受容体の定量解析を目的としたマイクロ流体デバイスの開発2019

    • 著者名/発表者名
      松井 祐樹、Muhammad Thaqif, Iqbal Bin Mokhtar、高尾 英邦、下川 房男、平野 勝也、寺尾 京平
    • 学会等名
      第20回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 空間分解能を有した生体解析の実現に向けた Si ブレードアレイデバイスの開発2019

    • 著者名/発表者名
      塩見 太朗、 平藤 衛、高尾 英邦、下川 房男、寺尾 京平
    • 学会等名
      第20回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 細胞内物質局在解析を目的とする Si ナノブレードアレイデバイスの作製2019

    • 著者名/発表者名
      井上 遼太郎、黒田 寛人、高尾 英邦、下川 房男、寺尾 京平
    • 学会等名
      第20回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] in vitro 血管微小狭窄モデルによるがん細胞動態解析2019

    • 著者名/発表者名
      寺尾 京平、Cognart Hamizah、Viovy Jean Louis、Villard Catherine
    • 学会等名
      第20回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] iPS 細胞の分化誘導因子同定を目的とした細胞外微小環境制御デバイスの開発2019

    • 著者名/発表者名
      川城拓也,高尾英邦,下川房男,寺尾京平
    • 学会等名
      化学とマイクロ・ナノシステム学会第40回研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 吐出吸引開口アレイを有する積層型マイクロ流体プローブの開発2019

    • 著者名/発表者名
      神谷 昌吾,高橋 昂生,高尾 英邦,下川 房男,寺尾 京平
    • 学会等名
      電気学会第36回「センサ・マイクロマシンと応用システム」シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 敗血症感染腎微小環境の解析を目指したマイクロ流体デバイスの開発2019

    • 著者名/発表者名
      小山 哲哉 ,高尾 英邦,下川 房男,中野 大介,寺尾 京平
    • 学会等名
      電気学会第36回「センサ・マイクロマシンと応用システム」シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Cancer cell deformation and recovery within microvascular in vitro constriction model2019

    • 著者名/発表者名
      Kyohei Terao,Hamizah Cognart, Jean Louis Viovy, Catherine Villard
    • 学会等名
      Cancer Cell on Chip
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 生体試料の空間分画を実現するSi ブレードアレイデバイスの開発2018

    • 著者名/発表者名
      塩見太朗, 平藤衛, 石塚裕己, 高尾英邦, 下川房男, 寺尾京平
    • 学会等名
      化学とマイクロ・ナノシステム学会第38回研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 吸引吐出開口アレイを有する積層型マイクロ流体プローブの開発2018

    • 著者名/発表者名
      神谷昌吾, 石塚裕己, 高尾英邦, 下川房男, 寺尾京平
    • 学会等名
      電気学会第35回「センサ・マイクロマシンと応用システム」シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Spatial Dissection of Biosamples using Si Blade Array Device2018

    • 著者名/発表者名
      Taro Shiomi, Mamoru Hirafuji,Hiroki Ishiduka, Hidekuni Takao, Fusao Shimokawa, and Kyohei Terao
    • 学会等名
      22th International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences (MicroTAS2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Electrokinetic-assisted SPR sensing with Kretschmann configuration2017

    • 著者名/発表者名
      K. Terao, S. Kondo, N. Miyanishi, H. Takao, F. Shimokawa
    • 学会等名
      Pittcon 2017
    • 発表場所
      Chicago, USA
    • 年月日
      2017-03-05
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] NANOBLADE ARRAY FOR SPATIAL DISSECTION OF SINGLE CELLS AND TISSUES2017

    • 著者名/発表者名
      D. Kagawa, M. Kusumoto, Y. Takemura, H. Takao, F. Shimokawa, K. Terao
    • 学会等名
      30th IEEE International Conference on Micro Electro Mechanical Systems (IEEE MEMS2017)
    • 発表場所
      Las Vegas, USA
    • 年月日
      2017-01-22
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ON-SITE MANIPULATION OF SINGLE DNA MOLECULES USING OPTICALLY-DRIVEN MICROCHOPSTICKS2017

    • 著者名/発表者名
      R. Inukai, H. Takao, F. Shimokawa, K. Terao
    • 学会等名
      30th IEEE International Conference on Micro Electro Mechanical Systems (IEEE MEMS2017)
    • 発表場所
      Las Vegas, USA
    • 年月日
      2017-01-22
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Laser-Manipulated Microtool with Enzyme-Functionalized Surface for On Site Molecular Processing2017

    • 著者名/発表者名
      増田晃士; 高尾英邦; 下川房男; 寺尾京平
    • 学会等名
      21th International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences (MicroTAS2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] マイクロ流体デバイスによる敗血症に伴う腎微小環境変化の解析2017

    • 著者名/発表者名
      田尾祐一; 高尾英邦; 下川房男; 中野大介; 寺尾京平
    • 学会等名
      ConBio2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 空間分解能を有した臓器解析の実現に向けた Si ブレードアレイの開発2017

    • 著者名/発表者名
      塩見太朗; 香川大地; 高尾英邦; 下川房男; 寺尾京平
    • 学会等名
      ConBio2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 酵素機能を融合した光駆動分子加工ツールの開発2017

    • 著者名/発表者名
      増田晃士; 高尾英邦; 下川房男; 寺尾京平
    • 学会等名
      第34回「センサ・マイクロマシンと応用システム」シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 臓器解析の実現に向けた貫通孔Siブレードアレイデバイスの開発2017

    • 著者名/発表者名
      塩見太朗; 香川大地; 高尾英邦; 下川房男; 寺尾京平
    • 学会等名
      第34回「センサ・マイクロマシンと応用システム」シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 自己組織化DNAナノワイヤの直径と配列の制御に向けたプロセス検討2017

    • 著者名/発表者名
      神谷昌吾; 高尾英邦; 下川房男; 寺尾京平
    • 学会等名
      第34回「センサ・マイクロマシンと応用システム」シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 環状DNA1分子トラップデバイスを利用した分子ダイナミクスの計測2017

    • 著者名/発表者名
      土肥大輝; 平野研; 寺尾京平
    • 学会等名
      第34回「センサ・マイクロマシンと応用システム」シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Microfluidic Chemical Stimulation for Imaging Inter/Intracellular Response2017

    • 著者名/発表者名
      TERAO Kyohei; IMAI Keisuke; SUZUKI Takaaki; TAKAO Hidekuni; SHIMOKAWA Fusao; MATSUOKA Satoru; KOTERA Hidetoshi
    • 学会等名
      Flow17
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] DEVELOPMENT OF OPTICALLY-DRIVEN MICROCHOPSTICKS FOR MANIPULATING SINGLE CHROMOSOMAL DNA MOLECULES2016

    • 著者名/発表者名
      R. Inukai, C. Masuda, H. Takao, F. Shimokawa, H. Oana, M. Washizu, K. Terao
    • 学会等名
      International Conference on Single Cell Research 2016
    • 発表場所
      Tokyo, Japan
    • 年月日
      2016-11-16
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Molecular Quoits in Microfluidic Channel for Imaging Dynamics of Single Circular DNA Molecules2016

    • 著者名/発表者名
      D. Dohi, K. Hirano, K. Terao
    • 学会等名
      20th International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences (MicroTAS 2016)
    • 発表場所
      Dublin, Ireland
    • 年月日
      2016-10-09
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] マイクロピラー構造を用いた環状 DNA 一分子トラップ技術の開発2016

    • 著者名/発表者名
      土肥大輝, 平野研, 寺尾京平
    • 学会等名
      2016年度 第40回静電気学会全国大会
    • 発表場所
      群馬大学 桐生キャンパス, 群馬
    • 年月日
      2016-09-29
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 液性細胞間相互作用観察に向けたマイクロ流体デバイスの開発2016

    • 著者名/発表者名
      田尾祐一,福田健太,高尾英邦,下川房男,寺尾京平
    • 学会等名
      平成28年電気学会E部門総合研究会
    • 発表場所
      金沢市文化ホール, 石川
    • 年月日
      2016-06-29
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 環状DNAの一分子動態観察に向けたマイクロ流体デバイスの開発2016

    • 著者名/発表者名
      土肥大輝, 平野研, 寺尾京平
    • 学会等名
      平成28年電気学会E部門総合研究会
    • 発表場所
      金沢市文化ホール, 石川
    • 年月日
      2016-06-29
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2021-02-19  

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