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MEMS力計測プラットフォームによる単一細胞機械的特性とがん疾病の関係性評価

研究課題

研究課題/領域番号 20KK0326
研究種目

国際共同研究加速基金(国際共同研究強化(A))

配分区分基金
審査区分 小区分28050:ナノマイクロシステム関連
研究機関九州工業大学

研究代表者

久米村 百子  九州工業大学, 大学院生命体工学研究科, 准教授 (50533642)

研究期間 (年度) 2021 – 2024
研究課題ステータス 完了 (2024年度)
配分額 *注記
8,840千円 (直接経費: 6,800千円、間接経費: 2,040千円)
キーワードMEMS / 単一細胞 / 機械特性計測 / 細胞マニピュレーション / 遺伝子発現解析
研究開始時の研究の概要

細胞の機械的な特徴とがん疾病の関係を明らかにするため、MEMSを駆使した細胞の機械特性計測と、その後のがん研究・検査に関連する生化学分析を実施する。基課題では、細胞の硬さと硬さに関連する遺伝子発現状態の関連性取得に取り組んでおり、これをがん研究応用へと進める。フランス北部でがん診断/治療技術の研究開発に取り組んでいるがん研究所、がん医療センターの研究者と協力し、機械特性結果と従来法によるがん検査結果との比較、クリニカルサンプルを用いた評価など行い、研究を発展させる。

研究実績の概要

本研究は、マイクロマシニングにより作製するMEMSを用いて、単一細胞の機械的な特徴とがんの関係を明らかにすることを目的としており、フランス、リールのがん研究所ONCOLilleにおいて、細胞の硬さや粘弾性とこれに関連すると予想される遺伝子の発現状態との関係性を取得する。
R6年度は2月26日-3月20日にフランスに滞在し、ONCOLilleにおいて、共同研究者であるバイオMEMSがん研究チームのM.C.Tarhan准教授、国立保健医学研究機構(INSERM)のF.Soncin博士との議論、細胞の機械特性計測-遺伝子発現状態の計測を行った。実験では、hTERT細胞株とヒト乳がん細胞の細胞株SUM159PTを試料とし、乳がん細胞において発現量が増加するErbB2の遺伝子をターゲットとした。細胞種類ごとの機械特性と遺伝子発現レベルの相関評価を行う予定であったが、遺伝子発現解析においては結果が得られなかった。一般的に細胞に多く含まれるGAPDH遺伝子も検出できなかったため、実験手順に問題があると考えられる。機械特性計測では、細胞種類の違いにより差が得られた。
本課題では、クリニカルサンプルの細胞の機械特性評価、従来のがん検出方法との比較を目指していたが、クリニカルサンプルの準備が困難であったことや新型コロナウイルス感染症拡大の影響があり達成することができなかった。また、当初6ヶ月と予定していた相手国滞在期間は自己都合により約3ヶ月(83日)となったが、現地での研究を集中的に行い、乳がん細胞と乳房細胞において機械特性の違いを見出した。本課題の実施期間中は、課題遂行の他、Tarhan准教授の博士課程学生の研究に加わり、成果は博士課程学生によりMEMS国際会議において発表された。実施期間終了後もONCOLilleとの共同研究を継続し、がん細胞の機械特性に関する情報の取得を試みる予定である。

報告書

(4件)
  • 2024 実績報告書
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2024 2023 2022 2021

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 5件、 招待講演 1件)

  • [国際共同研究] ONCOLille (L’institut de cancerologie de Lille)(フランス)2023

    • 年月日
      2023-02-17 – 2023-03-09 | 2023-07-122023-07-25 | 2025-02-262025-03-20
    • 国名
      フランス
    • 外国機関名
      ONCOLille (L’institut de cancerologie de Lille)
    • 主な海外共同研究者名
      Mehmet Cagatay Tarhan
    • 職名
      Researcher
    • 渡航先外国機関変更承認日
      2023年5月30日
    • 関連する報告書
      2024 実績報告書
  • [国際共同研究] Institut pour la Recherche sur le Cancer de Lille(フランス)2022

    • 年月日
      2022-06-13 – 2022-07-07
    • 国名
      フランス
    • 外国機関名
      Institut pour la Recherche sur le Cancer de Lille
    • 主な海外共同研究者名
      Mehmet Cagatay Tarhan
    • 職名
      Researcher
    • 渡航先外国機関変更承認日
      2023年5月30日
    • 関連する報告書
      2024 実績報告書
  • [雑誌論文] MEMSピンセットによる接着細胞の剥離・把持・回収2023

    • 著者名/発表者名
      岩下誠也, 久米村百子
    • 雑誌名

      電気学会論文誌E「第39回センサ・マイクロマシンと応用システムシンポジウム」同時投稿論文

      巻: - ページ: -

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] MEMS Tweezers for Molecular Manipulation and Biomechanical Characterization2024

    • 著者名/発表者名
      M. KUMEMURA and M. C. TARHAN
    • 学会等名
      The 8th International Conference on Advanced Mechatronics (ICAM2024)
    • 関連する報告書
      2024 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] MEMSピンセットを用いた遺伝子導入したがん細胞の機械特性と遺伝子発現レベルの相関評価2023

    • 著者名/発表者名
      井上太介, 小林和香子, 久米村百子
    • 学会等名
      第40回「センサ・マイクロマシンと応用」シンポジウム
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] Pin型MEMSによる神経細胞の機械特性計測2023

    • 著者名/発表者名
      岩下颯真, 金田祥平, Kudo Lili C, Ma Zhongcai, Karsten Stanislav L, 久米村百子
    • 学会等名
      第40回「センサ・マイクロマシンと応用」シンポジウム
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] Measurements of stiffness and deformability of artificial malignant cells by MEMS tweezers2023

    • 著者名/発表者名
      T. Inoue, W. Kobayashi, M. Kumemura
    • 学会等名
      The 11th International Symposium on Applied Engineering and Sciences (SAES2023)
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Gene expression analysis following mechanical characterization of a cell by MEMS tweezers2022

    • 著者名/発表者名
      K. Takamura, M. Kumemura
    • 学会等名
      The 26th International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences (MicroTAS)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Single cell classification using statistical learning on mechanical properties measured by MEMS tweezers2022

    • 著者名/発表者名
      Bahram Ahmadian, Deborah Mbujamba, Jean-Claude Gerbedoen, Momoko Kumemura, Hiroyuki Fujita, Dominique Collard, Sophie Dabo-Niang, Chann Lagadec, Mehmet C. Tarhan
    • 学会等名
      The 35th International Conference on Micro Electro Mechanical Systems (IEEE MEMS 2022)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Stiffness measurements of suspended/adherent cell with MEMS tweezers2021

    • 著者名/発表者名
      N. Inoue and M. Kumemura
    • 学会等名
      9th International Symposium on Applied Engineering and Sciences (SAES2021)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 細胞の機械特性と細胞骨格タンパク質の遺伝子発現量の相関評価に向けた 単一細胞搬送から解析までの手法検討2021

    • 著者名/発表者名
      高村公平、久米村百子
    • 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 実施状況報告書

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公開日: 2021-03-19   更新日: 2025-12-26  

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