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がん微小環境研究のための細胞探査システム

研究課題

研究課題/領域番号 20H00228
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 中区分20:機械力学、ロボティクスおよびその関連分野
研究機関東京工業大学

研究代表者

小俣 透  東京工業大学, 工学院, 教授 (10262312)

研究分担者 門之園 哲哉  東京工業大学, 生命理工学院, 准教授 (10510282)
神永 真帆  豊田工業高等専門学校, 機械工学科, 助教 (20879986)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
45,110千円 (直接経費: 34,700千円、間接経費: 10,410千円)
2023年度: 6,110千円 (直接経費: 4,700千円、間接経費: 1,410千円)
2022年度: 9,100千円 (直接経費: 7,000千円、間接経費: 2,100千円)
2021年度: 13,390千円 (直接経費: 10,300千円、間接経費: 3,090千円)
2020年度: 16,510千円 (直接経費: 12,700千円、間接経費: 3,810千円)
キーワード知能機械
研究開始時の研究の概要

体内の腫瘍はがん細胞が複雑に分化した不均一な細胞の集団であり,さらに正常細胞が取り込まれ,悪性化に深く関与していることが明らかになってきた.このようながん微小環境の詳細は解明されていない.
そこで本研究では,工学技術の導入により,細胞一つ一つの性質や,がん細胞と正常細胞の相互作用を調べることができるシステムを開発することを目的とする.さらに,悪性化に深く関与している低酸素低栄養状態で,それらを調べることが可能なシステムとする.また,がん微小環境に適用できるファージディスプレイ法を開発し,細胞表面に発現する膜タンパク質の同定を試みる.

研究成果の概要

本研究では,ファージディスプレイ法によるがん細胞表面分子に結合する抗体スクリーニングを主たる応用として,単一または小集団の接着細胞を対象としたがん微小環境の分子生物学的な解明のための細胞探査装置を開発した.目的とする抗体スクリーニングを実現するためには,選択した細胞だけ局所的にファージを溶出するための試薬を作用させる必要がある.その方法として,先端径が細胞よりやや大きいピペットにより,単一または小集団の細胞を密閉する方法を考案した.イオン伝導法を用いて密閉の達成を確認するとともに,密閉が達成される条件を明らかにした.また,3次元培養へ拡張する方法を明らかにした.

研究成果の学術的意義や社会的意義

体内の腫瘍は均一ながん細胞の集団ではなく,がん細胞が複雑に分化していること,正常細胞が腫瘍に取り込まれがん細胞の生存に利用されること,酸素と栄養が行き渡らない低酸素低栄養領域があり,そこの細胞は休眠状態になり抗がん剤や放射線に耐性を持つことが明らかになってきた.そのため,腫瘍の微小環境を研究することの重要性が認識されている.そのためには,単一または小集団の細胞を選択する方法を開発する必要がある.本研究の意義は,工学的な手法により,がん微小環境の分子生物学的な解明のための選択的細胞探査方法を開発したことである.

報告書

(5件)
  • 2023 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 2020 審査結果の所見   実績報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2022 2021 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (8件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Droplet-based valveless microfluidic system for phage-display screening against spheroids2022

    • 著者名/発表者名
      Tsuyohi Sato, Akira Hamai, Tetsuya Kadonosono, Shinae Kizaka-Kondoh, Toru Omata
    • 雑誌名

      Biomicrofluidics

      巻: 16 号: 2

    • DOI

      10.1063/5.0085459

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 低酸素低栄養領域の観察とアクセスが容易ながん細胞培養デバイス2022

    • 著者名/発表者名
      角崎青周, 大友秀太, 門之園哲哉, 小俣透
    • 学会等名
      化学とマイクロ・ナノシステム学会第46回研究会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] がん細胞スフェロイドを対象としたエンドサイトーシス抑制ファージディスプレイスクリーニングマイクロ流体デバ イス2022

    • 著者名/発表者名
      菊本要, 門之園哲哉, 小俣透
    • 学会等名
      化学とマイクロ・ナノシステム学会第46回研究会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 接着細胞の局所的解析のための密封による細胞小領域の選択2022

    • 著者名/発表者名
      近藤充, 宮路克弘, 小俣透
    • 学会等名
      化学とマイクロ・ナノシステム学会第46回研究会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] スフェロイド内部への送液・吸引システムの開発2022

    • 著者名/発表者名
      村上明弘, 小俣透
    • 学会等名
      化学とマイクロ・ナノシステム学会第46回研究会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] がん細胞 3 次元培養デバイスへの栄養供給アルギン酸ゲルファイバ 組込方法の検討2022

    • 著者名/発表者名
      神永 真帆, 中村 哲也, 小俣 透
    • 学会等名
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 低栄養領域へ送液可能ながん細胞3次元培養デバイス2021

    • 著者名/発表者名
      藤原滉一朗,神永真帆,小俣透
    • 学会等名
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 単一細胞探査のための同心二重マイクロピペットの製作2021

    • 著者名/発表者名
      横坂豪大,小俣透
    • 学会等名
      化学とマイクロ・ナノシステム学会 第44回研究会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 低栄養領域へ送液可能ながん細胞3次元培養デバイス2021

    • 著者名/発表者名
      藤原滉一朗,神永真帆,小俣透
    • 学会等名
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス部門講演会2021
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [備考] 東京工業大学STARサーチ

    • URL

      https://search.star.titech.ac.jp/titech-ss/search.act

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書

URL: 

公開日: 2020-04-28   更新日: 2025-01-30  

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