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細胞の電気回転を利用した低分子を迅速・簡便に検出する新規な電気生理分析手法の確立

研究課題

研究課題/領域番号 18H05993
研究種目

研究活動スタート支援

配分区分補助金
審査区分 0502:無機・錯体化学、分析化学、無機材料化学、エネルギー関連化学およびその関連分野
研究機関兵庫県立大学

研究代表者

鈴木 雅登  兵庫県立大学, 物質理学研究科, 准教授 (60574796)

研究期間 (年度) 2018-08-24 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2018年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワード電気回転 / 分化誘導 / 細胞膜受容体 / 遺伝子導入 / ケミカルセンサ― / マイクロ電極 / 電気生理
研究実績の概要

本研究では細胞膜受容体への低分子の結合により誘発される膜電位の変化を,細胞の電気回転現象により捉え,低分子を迅速・簡便に検出する新規な電気生理分析手法の実現を目的にする.本年度は細胞の膜電位変化と電気回転現象を紐づけるために,単一細胞を捕捉させるマイクロウエル底面に4電極を有する電極デバイスを作製した
マイクロウエルへ細胞を選択的に導入させるために正の誘電泳動を利用した.デバイス近傍に存在する細胞の中から特定の細胞のみをマイクロウエルへ誘導し電気回転計測を行う.4電極デバイスの30μm上方に対向電極を配置させ,上下の電極基板への交流電圧の印加によって細胞がマイクロウエルに選択的に捕捉されることが確認できた.
次に本デバイスによって分化誘導に伴う細胞の変化の検出を行った.白血病細胞株の1つであるK562細胞を酪酸ナトリウムによって赤芽球系細胞へ分化させ,分化誘導の日数に伴う回転速度の変化を計測した.分化初日のK562細胞に対して交流電圧(300 kHz, 2 Vpp)の印加により3.7 rounds/secの回転が観察された.分化誘導7日後では回転速度が5.8 rounds/secとなり有意に増加した.赤芽球への分化マーカの1つであるCD235aを免疫染色した結果,分化初日では蛍光が観察されなかったが,分化7日後のK562細胞において蛍光が観察され赤芽球系細胞への分化が確認された.以上より,本デバイスを用いて分化に伴う細胞の変化を回転速度の観察という非侵襲的な方法で検出できることが明らかになった.
最後に細胞膜受容体の1つであるβ2アドレナリン受容体を強制発現させたHEK293T細胞を用いて同様の実験を行った.その結果,遺伝子導入によって回転速度の増加が観察された.これらの回転速度の変化と細胞膜容量の関連を解明するためにパッチクランプ計測や単一細胞中の遺伝子発現解析を進めている.

現在までの達成度 (段落)

平成30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

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(1件)
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (29件)

すべて 2019 2018

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (27件) (うち国際学会 6件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Rapid Formation of Arrayed Cells on an Electrode with Microwells by a Scanning Electrode Based on Positive Dielectrophoresis2019

    • 著者名/発表者名
      Hiroki OKAYAMA, Masahiro TOMITA, Masato SUZUKI, Tomoyuki YASUKAWA
    • 雑誌名

      Analytical Sciences

      巻: 35 号: 6 ページ: 701-704

    • DOI

      10.2116/analsci.19N002

    • NAID

      130007661692

    • ISSN
      0910-6340, 1348-2246
    • 年月日
      2019-06-10
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Particle Patterning Based on Positive Dielectrophoresis Using a Scanning Microelectrode2019

    • 著者名/発表者名
      Yasukawa Tomoyuki、Gotoh Takuma、Yasuda Takashi、Suzuki Masato、Mizutani Fumio
    • 雑誌名

      Sensors and Materials

      巻: 31 号: 1 ページ: 23

    • DOI

      10.18494/SAM.2019.2038

    • NAID

      120006652957

    • ISSN
      0914-4935, 2435-0869
    • 年月日
      2019-01-15
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 3次元グリッド電極を用いた一括電気回転による細胞の誘電特性の評価2019

    • 著者名/発表者名
      鈴木雅登,竹内梨乃,林凌太朗,安川智之
    • 学会等名
      電気化学会第86回大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 誘電泳動による細胞アレイの形成,機能評価および標的細胞の選択的回収2019

    • 著者名/発表者名
      波多美咲,鈴木雅登,安川智之
    • 学会等名
      電気化学会第86回大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] バイオLSIを用いた化学物質のゼブラフィッシュ胚の呼吸に与える影響の評価2019

    • 著者名/発表者名
      寺尾和輝,鈴木雅登,國方亮太,須田篤史,井上(安田)久美,伊野浩介,末永智一,安川智之
    • 学会等名
      電気化学会第86回大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] マイクロウェルアレイ電極を用いたミエローマ細胞-B細胞ペアの形成と細胞融合2018

    • 著者名/発表者名
      岡山太樹, 鈴木雅登, 磯崎勇志, 湊元幹太, 冨田昌弘, 安川智之
    • 学会等名
      化学とマイクロ・ナノシステム学会第37回研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] バイオLSIを用いたゼブラフィッシュ胚の呼吸活性を指標とした生態影響試験の開発2018

    • 著者名/発表者名
      寺尾和輝, 鈴木雅登, 國方亮太, 須田篤史, 井上(安田) 久美, 伊野浩介, 末永智一, 安川智之
    • 学会等名
      化学とマイクロ・ナノシステム学会第37回研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 電解還元したインジウム-スズ酸化物薄膜電極の電気化学特性の評価2018

    • 著者名/発表者名
      井ノ崎玲央奈,窪田慎太郎,有本 聡,中山 浩,吉岡俊彦,鈴木雅登,安川智之
    • 学会等名
      化学とマイクロ・ナノシステム学会第37回研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Single cell pairs formed with myeloma cells and B cells by microwell array electrodes for efficient production of hybridoma2018

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Okayama, Masato Suzuki, Yushi Isozaki, Kanta Tsumoto, Masahiro Tomita, Tomoyuki Yasukawa
    • 学会等名
      The 10th International Symposium on Microchemistry and Microsystems
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Ecological impact assessment of chemical substances based on the monitoring of oxygen consumption of zebrafish embryos by Bio?LSI2018

    • 著者名/発表者名
      Kazuki Terao, Masato Suzuki, Ryota Kunikata, Atsushi Suda, Kumi Y. Inoue, Kosuke Ino, Tomokazu Matsue, Tomoyuki Yasukawa
    • 学会等名
      The 10th International Symposium on Microchemistry and Microsystems
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Rapid formation of single-cell pairs for producing hybridomas2018

    • 著者名/発表者名
      Tomoyuki Yasukawa, Masati Suzuki, Fumio Mizutani
    • 学会等名
      17th International Meeting on Chemical Sensors
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 細胞の応答を利用したセンシング技術の開発2018

    • 著者名/発表者名
      鈴木雅登
    • 学会等名
      第3回神戸大学―兵庫県立大学医工学連携セミナー
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 誘電泳動を用いた非侵襲な細胞膜表面の分析法の開発2018

    • 著者名/発表者名
      鈴木雅登
    • 学会等名
      第4回幹細胞・細胞分化に関する合同リトリート
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 電解還元したインジウムースズ酸化物薄膜の電極特性の評価2018

    • 著者名/発表者名
      井ノ崎玲於奈,窪田慎太郎,鈴木雅登,安川智之
    • 学会等名
      分析化学中部近畿合同夏期セミナー
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 電気回転法を用いた膜タンパク質発現量に基づく細胞種の同定2018

    • 著者名/発表者名
      竹内梨乃,鈴木雅登,安川智之
    • 学会等名
      分析化学中部近畿合同夏期セミナー
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 隔膜型流路デバイスを用いた誘電泳動による粒子の捕捉2018

    • 著者名/発表者名
      楠本紗耶果,鈴木雅登,安川智之
    • 学会等名
      分析化学中部近畿合同夏期セミナー
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 3次元グリッド電極を用いた電気回転現象による回転速度の計測2018

    • 著者名/発表者名
      林 凌太郎,鈴木雅登,安川智之
    • 学会等名
      分析化学中部近畿合同夏期セミナー
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] アルギン酸粒子の酵素保持能のイメージング2018

    • 著者名/発表者名
      明 達人,鈴木雅登,安川智之
    • 学会等名
      分析化学中部近畿合同夏期セミナー
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Monitoring of oxygen consumption of zebrafish embryos by Bio-LSI for the acute toxicity test of chemicals2018

    • 著者名/発表者名
      Kazuki Terao, Masato Suzuki, Ryota Kunikata, Atsushi Suda, Kumi Y. Inoue, Kosuke Ino, Tomokazu Matsue, Tomoyuki Yasukawa
    • 学会等名
      RSC Tokyo International Conference 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Fusion of cell pairs formed by dielectrophoretic manipulation with microwell array electrodes2018

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Okayama, Masato Suzuki, Yushi Isozaki, Kanta Tsumoto, Masahiro Tomita, Tomoyuki Yasukawa
    • 学会等名
      RSC Tokyo International Conference 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 誘電泳動を用いたアプタマーセンサーの開発2018

    • 著者名/発表者名
      鈴木雅登,岡崎 仁,安川智之
    • 学会等名
      第12回 バイオ関連化学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ゼブラフィッシュ胚の酸素消費量に基づく化学物質のリスク評価法2018

    • 著者名/発表者名
      鈴木雅登,寺尾和輝,國方亮太,須田篤史,井上(安田) 久美,伊野浩介,末永智一,安川智之
    • 学会等名
      日本分析化学会第67年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Rapid formation of cell arrays and collection of single target cells based on dielectrophoretic manipulation2018

    • 著者名/発表者名
      Tomoyuki Yasukawa, Fumio Mizutani, Masato Suzuki
    • 学会等名
      4th Asian Symposium for Analytical Sciences (ASAS)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] アプタマー修飾微粒子の誘電泳動挙動とBF分離不要なセンサへの応用2018

    • 著者名/発表者名
      安川智之,岡崎 仁,鈴木雅登
    • 学会等名
      2018年電気化学秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 誘電泳動による微粒子操作を利用した迅速で簡便なバイオセンシング-溶液を混ぜるだけで分離せずに高速に測る-2018

    • 著者名/発表者名
      安川智之,鈴木雅登
    • 学会等名
      知の交流シンポジウム2018 兵庫県立大学
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] アプタマー修飾微粒子への標的分子の結合による誘電泳動特性2018

    • 著者名/発表者名
      安川智之,岡崎 仁,鈴木雅登
    • 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] 単一細胞アレイの形成と標的細胞の選択的な回収2018

    • 著者名/発表者名
      波多美咲,鈴木雅登,安川智之
    • 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] 誘電泳動・電気回転による迅速で簡便なバイオ分析法の開発2018

    • 著者名/発表者名
      安川智之,鈴木雅登
    • 学会等名
      近畿支部創設65周年記念講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] アプタマー修飾微粒子の誘電泳動挙動による混ぜるだけの簡易センサの開発2018

    • 著者名/発表者名
      安川智之,岡崎 仁,鈴木雅登
    • 学会等名
      第64回ポーラログラフィーおよび電気分析化学討論会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

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公開日: 2018-08-27   更新日: 2019-12-27  

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