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電気化学的単一細胞呼吸計測技術を応用した細胞間ネットワーク解析

研究課題

研究課題/領域番号 19021006
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関山形大学 (2008)
東北大学 (2007)

研究代表者

阿部 宏之  山形大学, 大学院・理工学研究科, 准教授 (10375199)

研究分担者 横尾 正樹  東北大学, 先進医工学研究機構, 助教 (10396541)
研究期間 (年度) 2007 – 2008
研究課題ステータス 完了 (2008年度)
配分額 *注記
4,700千円 (直接経費: 4,700千円)
2008年度: 2,400千円 (直接経費: 2,400千円)
2007年度: 2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
キーワード電気化学計測 / 細胞呼吸 / 細胞機能解析 / 精密計測 / 生殖細胞 / 細胞間相互作用 / ミトコンドリア / 先端計測機器 / 電気化学顕微鏡 / 単一細胞計測 / 電気化学イメージング / 無侵襲計測
研究概要

本研究では、電気化学的呼吸計測技術を応用した非侵襲的細胞間ネットワーク解析システム構築のための基盤技術開発を目的とした。酸素の還元電位を検出するマイクロ電極をプローブとする走査型電気化学顕微鏡(SECM)をベースに高精度の細胞呼吸計測システムを構築し、哺乳動物卵子を単一細胞のモデル系に活性が極めて低い単一細胞呼吸解析システムの開発を目指し、以下の研究成果が得られた。
1. 高精度単一細胞呼吸計測システムの開発と性能評価 : 単一卵子の酸素消費量(呼吸)を安定して計測できるマイクロ電極を開発した。単一細胞呼吸計測のための専用計測液を作製し、高精度マイクロ電極を装備したSECMと測定液等の要素技術を統合した「高精度細胞呼吸計測システム」の開発に成功した。
2. 呼吸計測の有効性検証 : 「高精度細胞呼吸計測システム」を用いて、マウス、ウシ、ブタ等の単一未成熟卵子の呼吸量計測に成功するとともに、卵子成熟過程における呼吸量変化の解析が可能となった。生物学的解析により、呼吸計測システムの有効性が示された。
3. 細胞間ネットワーク解析システムの構築 : 卵子成熟過程において、卵丘膨化に伴う卵丘細胞-卵子間相互作用と呼吸活性との関係を解析した結果、卵丘膨化に伴い卵丘細胞と卵子の呼吸能が変化することが明らかになった。

報告書

(2件)
  • 2008 実績報告書
  • 2007 実績報告書
  • 研究成果

    (35件)

すべて 2009 2008 2007

すべて 雑誌論文 (18件) (うち査読あり 13件) 学会発表 (14件) 図書 (2件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] A birth from the transfer of a single vitrified-warmed blastocyst using ICSI with calcium ionophore oocyte activation in a globozoospermic patient2009

    • 著者名/発表者名
      Kanako Nakajo
    • 雑誌名

      Fertility and Sterility (印刷中)

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A microfluidic dual capillary probe to collect mRNA from adherent cells and spheroids2009

    • 著者名/発表者名
      Hitoshi Shiku
    • 雑誌名

      Analytical Biochemistry (印刷中)

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Evaluating the embryo quality with a non-invasive and highly sensitive measurement of respiration activity by scanning electrochemical micros2008

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Abe
    • 雑誌名

      Journal of Embryo Transfer 23(1)

      ページ: 29-37

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [雑誌論文] Evaluating the quality of human embryos with a measurement of oxygen consumption by scanning electrochemical microscopy2008

    • 著者名/発表者名
      Takafumi Utsunomiya
    • 雑誌名

      Journal of Mammalian Ova Research 25

      ページ: 2-7

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Measurement of the respiratory activity of single human embryos by scanning electrochemical microscopy2008

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Abe
    • 雑誌名

      Trans. of MRS-J 33(3)

      ページ: 759-762

    • NAID

      130007809493

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Multiple analysis of respiratory activity in the identical oocytes by applvine scanning electrochemical microscopy2008

    • 著者名/発表者名
      Masaki Yokoo
    • 雑誌名

      Trans. of MRS-J 33(3)

      ページ: 763-766

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 走査型電気化学顕微鏡による体外培養胚のクオリティ評価2008

    • 著者名/発表者名
      伊達安基
    • 雑誌名

      バイオサイエンスとインダストリー 66(6)

      ページ: 298-299

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [雑誌論文] 畜産領域における呼吸測定による胚品質評価の展望2008

    • 著者名/発表者名
      阿部宏之
    • 雑誌名

      新しい畜産技術-研究開発の成果と展開方法-

      ページ: 23-24

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [雑誌論文] Blastocyst production from in vitro-produced Day-2 bovine embryos classified by cleavage stage, and cytogenetical of the resultant Day-8 blastoc ysts2008

    • 著者名/発表者名
      Carlos Manuel Ulloa Ulloa
    • 雑誌名

      Journal of Reproduction and Development 54

      ページ: 465-474

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Influence of hyaluronan accumulation during cumulus expansion on in vitro porcine oocyte maturation2008

    • 著者名/発表者名
      Masaki Yokoo
    • 雑誌名

      Zygote 16

      ページ: 309-314

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mitochondria are well developed in pink-eyed dilution melanoblasts in the neonatal mouse epidermis2008

    • 著者名/発表者名
      Tomohisa Hirobe
    • 雑誌名

      Zoological Science 25

      ページ: 1057-1065

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Morphometric and ultrastructural changes in ciliated cells of the oviductal epithelium in prolific Chinese Meishan and Large White pigs during the oestrus cycle2008

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Abe
    • 雑誌名

      Reprod. Dom. Anim. 43

      ページ: 66-73

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Measurement of the respiratory activity of single human embryos by scanning electrochemical microscopy2008

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Abe
    • 雑誌名

      Transactions of the Materials Research Society of Japan 31(In press)

    • NAID

      130007809493

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Multiple analysis of respiratory activity in the identical cells by applying electrochemical measuring technology2008

    • 著者名/発表者名
      Masaki Yokoo
    • 雑誌名

      Transactions of the Materials Research Society of Japan 31(In press)

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A non-invasive and sensitive method for measuring cellular respiration with a scanning electrochemical microscopy to evaluate embryo quality2007

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Abe
    • 雑誌名

      J. Mamm. Ova Res. 24

      ページ: 70-78

    • NAID

      10019804045

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Regional and cyclic variations in the ultrastructural features of secretory cells in the oviductal epithelium of the Chinese Meishan pig2007

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Abe
    • 雑誌名

      Reprod. Dom. Anim. 42

      ページ: 292-298

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 電気化学的イメージング法を応用した単一ヒト胚の呼吸能解析2007

    • 著者名/発表者名
      阿部宏之
    • 雑誌名

      産婦人科の実際 56

      ページ: 2053-2057

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [雑誌論文] Estimation of respiratory activity of individual human embryos by scanning electrochemical microscopy2007

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Abe
    • 雑誌名

      International Proceedings of ISIVF2007

      ページ: 171-174

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Non-invasive and highly sensitive measurement of the respiratory activity of individual human embryos by scanning electrochemical microscopy2008

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Abe
    • 学会等名
      The 64^<th> Annual Meeting of American Society for Reproductive Medicine
    • 発表場所
      San Francisco, USA
    • 年月日
      2008-11-10
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Evaluating the quality of single human embryos with a non-invasive and highly sensitive measurement of respiration activity by scanning elect rochemical microsconv2008

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Abe
    • 学会等名
      The 3rd International Workshop on Approaches to Single-Cell-Analysis
    • 発表場所
      Zurich, Switzerland
    • 年月日
      2008-09-12
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] ブタ体外受精胚の呼吸活性と胚発生能2008

    • 著者名/発表者名
      横尾正樹
    • 学会等名
      日本動物学会平成20年度東北支部大会
    • 発表場所
      盛岡市・盛岡市観光文化交流センター
    • 年月日
      2008-07-26
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Evaluating the embryo quality with a non-invasive and highly sensitive measurement of respiration activity by scanning electrochemical micros copy2008

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Abe
    • 学会等名
      The Korean Society of Embryo Transfer 2008
    • 発表場所
      甲州市, Korea
    • 年月日
      2008-05-23
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 新しい培養評価法-受精卵呼吸解析による培養液の性能評価にっいて-2008

    • 著者名/発表者名
      阿部宏之
    • 学会等名
      第49回日本哺乳動物卵子学会
    • 発表場所
      名古屋市・名古屋国際会議場
    • 年月日
      2008-05-18
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] マウス卵成熟および胚発生過程におけるCytochrome c oxidase遺伝子の発現変化2008

    • 著者名/発表者名
      横尾正樹
    • 学会等名
      第49回日本哺乳動物卵子学会
    • 発表場所
      名古屋市・名古屋国際会議場
    • 年月日
      2008-05-18
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Effects of bovine plasma lipoproteins on accumulation of cytoplasmic lipid droplets and mitochondrial morphology in bovine embryos2008

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Abe
    • 学会等名
      34th Annual Meeting of the International Embryo Transfer Society
    • 発表場所
      ハイアットリージェンシーデンバー
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 電気化学計測法による卵子呼吸能解析とクオリティー評価への応用2007

    • 著者名/発表者名
      阿部宏之
    • 学会等名
      第52回日本生殖医学会
    • 発表場所
      秋田大学
    • 年月日
      2007-10-25
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] ブタ卵成熟過程における卵子ミトコンドリア機能の解析2007

    • 著者名/発表者名
      横尾正樹
    • 学会等名
      第100回日本繁殖生物学会
    • 発表場所
      東京大学弥生講堂
    • 年月日
      2007-10-21
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 呼吸代謝能解析による卵子・胚の品質評価と応用2007

    • 著者名/発表者名
      阿部宏之
    • 学会等名
      第25回日本受精着床学会
    • 発表場所
      仙台国際センター
    • 年月日
      2007-08-30
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 微細加工技術と電気化学計測の複合システムによる精子呼吸能測定2007

    • 著者名/発表者名
      阿部宏之
    • 学会等名
      第26回日本アンドロロジー学会
    • 発表場所
      ディズニーアンバサダーホテル
    • 年月日
      2007-07-06
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] マウス胚発生過程におけるミトコンドリア機能解析2007

    • 著者名/発表者名
      岡崎直人
    • 学会等名
      第48回日本哺乳動物卵子学会
    • 発表場所
      アピオ甲府
    • 年月日
      2007-05-27
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 電気化学的細胞呼吸測定によるヒト胚用発生培地の性能評価2007

    • 著者名/発表者名
      横尾正樹
    • 学会等名
      第48回日本哺乳動物卵子学会
    • 発表場所
      アピオ甲府
    • 年月日
      2007-05-27
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 無侵襲的呼吸計測技術を応用した多項目呼吸能解析2007

    • 著者名/発表者名
      横尾正樹
    • 学会等名
      第46回日本生体医工学会
    • 発表場所
      仙台国際センター
    • 年月日
      2007-04-25
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [図書] 動物実験代替のためのバイオマテリアル開発2007

    • 著者名/発表者名
      阿部宏之
    • 出版者
      シーエムシー出版
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [図書] 胚の呼吸能の測定2007

    • 著者名/発表者名
      阿部宏之
    • 出版者
      中外医学社
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [産業財産権] 哺乳動物受精卵の呼吸活性測定方法及びその電気化学デバイス2008

    • 発明者名
      珠玖仁
    • 権利者名
      東北大学・山形大学
    • 産業財産権番号
      2008-293117
    • 出願年月日
      2008-11-15
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書

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公開日: 2007-04-01   更新日: 2018-03-28  

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