| 研究課題/領域番号 |
19K12757
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分90110:生体医工学関連
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
福島 修一郎 大阪大学, 大学院基礎工学研究科, 助教 (40362644)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2019年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
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| キーワード | 細胞走性 / 腫瘍転移 / 酸素消費 / マイクロ流体デバイス / 非線形光学顕微鏡 / デジタル画像相関法 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
細胞走性に影響を及ぼす環境要因の解析が可能な3次元培養モデルの構築を目標とする．
マイクロ流体デバイスを用いて1方向に環境要因が変化する単純な培養環境を実現し．非線形光学顕微鏡で取得した3次元画像をもとに算出した細胞移動軌跡と基質変形を指標として走性を評価する．培養モデル化の対象は腫瘍細胞の組織浸潤として，血管/リンパ管由来の内皮細胞と腫瘍細胞の共培養系が有用であるかを検討する．
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| 研究成果の概要 |
細胞走性に影響を及ぼす力学的な環境要因である細胞外基質の硬さと化学的要因である酸素濃度に着目し，両者の空間分布を制御した状態で細胞をコラーゲンゲルに包埋する3次元培養ができるマイクロ流体デバイスを開発した．また，非線形光学顕微鏡を用いてコラーゲンの微視的な構造を可視化し，時系列の画像から基質の3次元変形場の解析手法を開発した．デバイス内で観測した細胞の遊走動態は，巨視的には一定の勾配をもつ環境要因に応じた単純な指向性を示さなかった．この結果は細胞スケールの局所的な環境要因の不均一さの重要性を示している．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究では，細胞走性に影響する環境要因の空間分布を単純化する培養法を確立して，局所的な環境要因の不均一性の重要性を示した．生体内の環境は複雑で，そのまま細胞応答との関連性を解明することは困難であるため，本研究のように要因を分解・単純化して機構を解明する方法は有効である．細胞走性の機構解明が進めば，再生医療用培養組織の作製法の開発，がん転移の抑制への応用などへの波及効果が期待されるため．力学的/化学的な局所環境からの情報を細胞がどのように受容し，秩序だった応答を実現しているかを明らかにする意義は大きい．
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