| 研究課題/領域番号 |
21K18608
|
|---|
| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
|
| 配分区分 | 基金 |
|---|
| 審査区分 |
中区分13:物性物理学およびその関連分野
|
|---|
| 研究機関 | 慶應義塾大学 |
|---|
研究代表者 |
早野 元詞 慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 特任講師 (30593644)
|
|---|
| 研究分担者 |
岡嶋 孝治 北海道大学, 情報科学研究院, 教授 (70280998)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2021-07-09 – 2023-03-31
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
|
| 配分額 *注記 |
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2022年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2021年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
|
|---|
| キーワード | レオロジーマッピング / パルスフォースAFM法 / ジスフィルド結合 / Ero1 / 弾性 / 原子間力顕微鏡 / 老化 / 数理モデル / 組織弾性モダリティ |
|---|
| 研究開始時の研究の概要 |
加齢や疾患によって、組織の「弾性」が変化することが報告されてきているが、その分子機構及び意義はいまだに不明である。本研究ではナノスケールからミリスケールの多細胞システムを計測可能なAFMを用いて弾性と老化のミリスケールにおける変化を捉えるとともに、それらの臓器や細胞における分子機序を明らかにする。これらによって組織弾性モダリティの構築し、老化や疾患の予測が可能になるとともに、創薬開発につなげる。
|
| 研究成果の概要 |
本研究において極めて多数の細胞の力学特性を測定可能な原子間力顕微鏡（AFM)を構築した。本顕微鏡は、正立型光学顕微鏡と一体化されており、光学顕微鏡観察領域の力学特性をサブマイクロメートルの分解能で計測することが可能である。広範囲変位可能なスキャナーを用いることで、最大1mmの範囲をマッピングすることが可能となった。さらに、その分子機序としたタンパク質のジスフィルド結合や、Ero1といった酵素の遺伝子発現変化を見出し、空間的に数桁弾性率が異なる組織様サンプルのレオロジー計測と、分子機序の解析が進展した。
|
| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
これまでAFMやMTCを用いた「細胞単位」の研究で、がん細胞は細胞内骨格や細胞間接着因子の発現が異なるため、癌の悪性度や転移性の違いが報告されている。細胞はメカニカルセンサーを介して外部環境のシグナルを受け取り、これによって幹細胞の機能を制御する。本研究によて、組織中の粘弾性を高速かつ精密に計測し、高い「空間分解能」を持つレオロジーマッピング測定が可能な改良型パルスフォースAFM法が開発した。数100-1000個の細胞の粘弾性を一度に測定し、加齢に伴う変化の様子を捉える要素技術が進展しており、他に類を見ない技術である。
|
