| 研究課題/領域番号 |
21H01787
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分29010:応用物性関連
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
岡嶋 孝治 北海道大学, 情報科学研究院, 教授 (70280998)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2023年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2022年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2021年度: 8,840千円 (直接経費: 6,800千円、間接経費: 2,040千円)
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| キーワード | 原子間力顕微 / 細胞診断 / 原子間力顕微鏡 / メカニクス / 細胞力学診断 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
原子間力顕微鏡（AFM）は、生細胞・組織の力学特性を高い時間空間分解能で計測することができる。本研究では、AFMを用いて接着状態の細胞の疾患を1細胞単位で定量、且つ高速に同定する新手法を開発する。令和3年度は、細胞レオロジー計測の高速化技術、およびボルツマンの重畳原理に基づく細胞レオロジー解析法の基礎技術および概念を利用し、高速な１細胞レオロジー診断システムを開発する。令和4年度は、細胞株を用いて１細胞単位の高速診断技術を開発する。令和5年度は、プライマリー細胞・組織を用いて高速な細胞疾患の診断技術を開発する。
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| 研究実績の概要 |
細胞の力学特性が、細胞疾患の進行度に依存して変化し、この細胞の力学特性の変化がマクロな症状として現れる。原子間力顕微鏡法（atomic force microscopy, ＡＦＭ）は、接着性細胞の力学特性を低侵襲で計測することができる計測技術である。また、その時間分解能はサブミリ秒からマイクロ秒レベルであり、空間分解能もサブマイクロメーターからナノスケールであり、AFMの精度は、他の力学計測技術と比べても極めて高い。本研究では、接着状態の細胞のレオロジー物性の細胞内空間分布を短時間で計測し、力学的に細胞診断を可能とするＡＦＭ技術を開発することを目的としている。 本年度は、AFM技術を、がん細胞に加えて、他の細胞疾患へ適用することを検討した。そして、多細胞系への適用可能性について詳細な検討を行った。その結果、本研究で開発したAFM技術が循環器系疾患細胞のレオロジー計測に適用可能であることを分かった。さらに、AFM技術を用いて、3次元の構造を有する上皮単層細胞の力学計測への適用を試みた。その結果、上皮細胞の弾性率と一緒に、上皮細胞間に働く張力を定量計測できることを初めて明らかにした。これらの研究は、AFM細胞計測技術が、がん細胞だけでなく、様々な細胞疾患の診断に利用できる可能性を示唆している。さらに、AFM技術は、単離した1細胞だけでなく、組織様の多細胞サンプルや組織の力学計測に適用できる可能性を示唆している。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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