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時空間変調した電界刺激による細胞分裂の阻害メカニズムの解明とその応用

研究課題

研究課題/領域番号 18H03520
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分90110:生体医工学関連
研究機関九州大学

研究代表者

藏田 耕作  九州大学, 工学研究院, 准教授 (00368870)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
17,160千円 (直接経費: 13,200千円、間接経費: 3,960千円)
2021年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2020年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2019年度: 6,890千円 (直接経費: 5,300千円、間接経費: 1,590千円)
2018年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
キーワード細胞分裂 / 電界分布 / 誘電泳動力 / 低侵襲がん治療 / 遺伝子マニピュレーション / 低侵襲ガン治療
研究成果の概要

本研究では交流電界の印加による細胞分裂の阻害メカニズムを解明するため,アフリカツメガエル受精卵を用いた実験と有限要素電場解析を行った.期待通りに細胞分裂の方向や細胞の致死を肉眼でも容易に観察しながら実験することができ,電界印加の効果として個体の奇形が認められた.解析では,細胞の形態や電気的特性が細胞内で生じる誘電泳動力の強度に与える影響をシミュレーションできることを示した.それにとどまらず,電気的特性や細胞分裂の角度などの不確かな要因が誘電泳動力に与える影響をタグチメソッドによって検討できることを示し,それらの変動の影響を受けにくいロバストな電界印加条件を明らかにした.

研究成果の学術的意義や社会的意義

弱い交流電界の印加が細胞分裂に干渉することがアフリカツメガエル受精卵を用いた実験で示されたが,この受精卵をモデル細胞にして研究を進めるにはいくつかの課題があることが分かった.また,電場の数値シミュレーションとタグチメソッドを用いた検討から,生体の電気的特性や電界印加の方向などに変動があっても,その影響を受けにくい電界印加条件を明らかにした.これは,交流電界をがん治療に応用する際,治療効果を向上させるのに有用である.

報告書

(5件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2022 2021 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Application of the Taguchi method to explore a robust condition of tumor-treating field treatment2022

    • 著者名/発表者名
      Kurata Kosaku、Shimada Kazuki、Takamatsu Hiroshi
    • 雑誌名

      PLOS ONE

      巻: 17 号: 1 ページ: e0262133-e0262133

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0262133

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Effects of cell morphology and electrical properties on electric field and dielectrophoretic force generated in cell exposed to tumor-treating field2021

    • 著者名/発表者名
      Kurata K、Iwata T、Shimada K、Takamatsu H
    • 雑誌名

      IOP Conference Series: Materials Science and Engineering

      巻: 1096 号: 1 ページ: 012003-012003

    • DOI

      10.1088/1757-899x/1096/1/012003

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 弱い交流電界による有糸分裂の阻害とがん治療への応用2020

    • 著者名/発表者名
      藏田耕作,島田一樹,岩田季久,髙松洋
    • 雑誌名

      月刊「細胞」

      巻: 52(8) ページ: 31-34

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 交流電界によって細胞内に誘起される誘電泳動力の解析2020

    • 著者名/発表者名
      藏田耕作,島田一樹,船岡佳生,高松洋
    • 学会等名
      第25回計算工学講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Application of Low-intensity Electric Fields to Cancer Treatment2020

    • 著者名/発表者名
      Kosaku Kurata, Hiroshi Takamatsu
    • 学会等名
      The 6th International Conference on Industrial, Mechanical, Electrical and Chemical Engineering (ICIMECE) 2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 交流電界中の受精卵に働く誘電泳動力の三次元有限要素解析2019

    • 著者名/発表者名
      島田一樹,岩田季久,藏田耕作,高松洋
    • 学会等名
      第30回バイオフロンティア講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 交流電界中の分裂細胞に作用する誘電泳動力の分布2018

    • 著者名/発表者名
      岩田季久,島田一樹,藏田耕作,高松洋
    • 学会等名
      第31回バイオエンジニアリング講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2025-11-20  

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