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膜タンパク質を利用した生体電気刺激デバイスの研究開発

研究課題

研究課題/領域番号 22650103
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分補助金
研究分野 医用生体工学・生体材料学
研究機関東京工業大学

研究代表者

八木 透  東京工業大学, 大学院・情報理工学研究科, 准教授 (90291096)

研究期間 (年度) 2010 – 2012
研究課題ステータス 完了 (2012年度)
配分額 *注記
3,440千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 540千円)
2012年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2011年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2010年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
キーワード医用マイクロ・ナノマシン / ギャップジャンクション / 人工脂質二重層 / 電気刺激 / ブレインマシンインタフェース / 神経補綴 / 電極 / 膜タンパク質 / 細胞内刺激 / リソグラフィー / マイクロパターン
研究概要

管状膜タンパク質は細胞膜中に小孔を形成する管状のタンパク質であり,それが持つイオン透過性は細胞刺激デバイス等への利用が期待できる.膜タンパク質を利用したデバイスは高い生体適合性と空間分解能を持つことが期待でき,多数の細胞を個別に同時刺激する使用方法が想定される.しかし,それぞれの細胞に対する膜タンパク質のイオン透過を同時に計測することは現在利用されている電気計測では難しい.そこで我々は,この課題を解決する手法として細胞内シグナル計測に利用される蛍光イオンセンサを用い,その蛍光強度から膜タンパク質のイオン透過性を評価することを提案している.本研究では,イオン濃度勾配が存在する人工的な脂質二重膜中に評価対象となる管状膜タンパク質を導入し,それによって生じるイオン透過の推移を蛍光画像によって観測した.その結果,時間の経過とともにイオンが拡散していくことが確認でき,イオン透過性が定性的に評価可能であることが示唆された.

報告書

(4件)
  • 2012 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2011 実績報告書
  • 2010 実績報告書
  • 研究成果

    (24件)

すべて 2012 2011 2010 その他

すべて 雑誌論文 (11件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (9件) 備考 (4件)

  • [雑誌論文] Toward a Neural Stimulation Electrode Using Membrane Protein2011

    • 著者名/発表者名
      Yoshikazu Ishii, Tohru Yagi and Michiko Sugawara, Evaluation Method for Ion Transport via Nanopores
    • 雑誌名

      Proc. of 2011 Biomedical Engineering International Conference (BMEiCON 2011)

      ページ: 82-85

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 高精細な細胞運動制御および観察に向けた培養基板へのマイクロパターン形成手法の確立2011

    • 著者名/発表者名
      菅原路子,崔源〓,中西淳,山口和夫,横田秀夫,八木透
    • 雑誌名

      電気学会論文誌電子・情報・システム部門誌

      巻: 131,4 ページ: 833-839

    • NAID

      10027979966

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 高精細な細胞運動制御および観察に向けた培養基板へのマイクロパターン形成手法の確立2011

    • 著者名/発表者名
      菅原路子, 崔源竣, 中西淳, 山口和夫, 横田秀夫, 八木透
    • 雑誌名

      電気学会論文誌電子・情報・システム部門誌

      巻: 131 ページ: 833-839

    • NAID

      10027979966

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Evaluation Method for Ion Transport via Nanopores : Toward a Neural Stimulation Electrode Using Membrane Protein2011

    • 著者名/発表者名
      Yoshikazu Ishii, Tboru Yagi, Michiko Sugawara
    • 雑誌名

      Proc.of 2011 Biomedical Engineering International Conference (BMEiCON 2011)

      巻: (CD-ROM)

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 画像処理による細胞運動の解析2011

    • 著者名/発表者名
      中島健治, 八木透, 菅原路子
    • 雑誌名

      電気学会医用・生体工学研究会資料

      巻: MBE-11-31 ページ: 29-33

    • NAID

      110008152618

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [雑誌論文] 画像処理による細胞運動の解析2010

    • 著者名/発表者名
      中島健治, Benjamin Knecht, 八木透, 菅原路子
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術研究報告NC

      巻: 52-65 ページ: 19-22

    • NAID

      110008152618

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [雑誌論文] Study on cell motility in confocal microscopy images2010

    • 著者名/発表者名
      B.Knecht, W.Choi, G.Szekely, T.Yagi, M.Sugawara
    • 雑誌名

      Proc.of 2010 Biomedical Engineering International Conference

      巻: (CD-ROM)

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Control of Single Cell Migration Using Caged Cell-Culturing Substrates2010

    • 著者名/発表者名
      Choi Wonjun, 八木透, 中西淳, 山口和夫, 横田秀夫、菅原路子
    • 雑誌名

      第49回日本生体医工学会大会論文集

      巻: (CD-ROM)

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [雑誌論文] ケージド培養基板へのマイクロパターン形成手法の確立2010

    • 著者名/発表者名
      Choi Wonjun, 八木透, 中西淳, 山口和夫, 横田秀夫, 菅原路子
    • 雑誌名

      電気学会医用・生体工学研究会資料

      巻: MBE-10-30 ページ: 27-32

    • NAID

      10026379380

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [雑誌論文] アクチン関連タンパク質がアクチンネットワーク形状に及ぼす影響に関する数理解析2010

    • 著者名/発表者名
      菅原路子, 八木透, 横田秀夫
    • 雑誌名

      電気学会医用・生体工学研究会資料

      巻: MBE-10-30 ページ: 33-48

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [雑誌論文] 糖尿病網膜症に適用可能な人工視覚システム2010

    • 著者名/発表者名
      八木透
    • 雑誌名

      日本臨休

      巻: 68 ページ: 345-348

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 管状膜タンパク質に対する蛍光イオンセンサを用いたイオン透過性評価方法の検討2012

    • 著者名/発表者名
      服部篤志,宮本義孝,八木透
    • 学会等名
      平成24年電気学会電子情報システム部門大会
    • 発表場所
      弘前大学(青森)
    • 年月日
      2012-09-05
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] 管状膜タンパク質のイオン透過機能に対する蛍光イオンセンサを用いた評価2012

    • 著者名/発表者名
      服部篤志,宮本義孝,八木透
    • 学会等名
      第51回日本生体医工学会大会
    • 発表場所
      福岡国際会議場(福岡)
    • 年月日
      2012-05-12
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] 管状膜タンパク質のイオン透過機能に対する蛍光イオンセンサを用いた評価手法に向けた研究2012

    • 著者名/発表者名
      服部篤志,宮本義孝,八木透
    • 学会等名
      電気学会医用・生体工学研究会
    • 発表場所
      東京工業大学(東京)
    • 年月日
      2012-03-20
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] Evaluation Method for Ion Transport via Nanopores: Toward a Neural Stimulation Electrode Using Membrane Protein2012

    • 著者名/発表者名
      Yoshikazu Ishii, Tohru Yagi and Michiko Sugawara
    • 学会等名
      Proc. of 2011Biomedical Engineering International Conference (BMEiCON 2011)
    • 発表場所
      Chiang Mai,Thailand
    • 年月日
      2012-01-31
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] Evaluation Method for Ion Transport via Nanopores : Toward a Neural Stimulation Electrode Using Membrane Protein2012

    • 著者名/発表者名
      Tohru Yagi
    • 学会等名
      2011 Biomedical Engineering International Conference (BMEiCON 2011)
    • 発表場所
      Chaingmai, Thailand
    • 年月日
      2012-01-30
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 管状膜タンパク質に対する蛍光イオンセンサを用いたイオン透過性評価方法の検討2012

    • 著者名/発表者名
      服部篤志, 宮本義孝, 八木 透
    • 学会等名
      平成24年電気学会電子情報システム部門大会
    • 発表場所
      弘前大学(青森)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 管状膜タンパク質のイオン透過機能に対する蛍光イオンセンサを用いた評価2012

    • 著者名/発表者名
      服部篤志,宮本義孝,八木 透
    • 学会等名
      第51回日本生体医工学会大会
    • 発表場所
      福岡国際会議場(福岡)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 画像処理による細胞運動の解析2010

    • 著者名/発表者名
      中島健治,Benjamin Knecht,八木透,菅原路子
    • 学会等名
      電子情報通信学会技術研究会
    • 発表場所
      東北大学(仙台)
    • 年月日
      2010-11-18
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] Control of Single Cell Migration Using Caged Cell-Culturing Substrates2010

    • 著者名/発表者名
      Choi Wonjun, 八木透, 中西淳, 山口和夫, 横田秀夫、菅原路子
    • 学会等名
      第49回日本生体医工学会大会
    • 発表場所
      大阪国際交流センター
    • 年月日
      2010-06-25
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.io.mei.titech.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [備考] http://www.io.mei.titech.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.io.mei.titech.ac.jp/research/retina/index-j.html

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.io.mei.titech.ac.jp/research/retina/index-j.html

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書

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公開日: 2010-08-23   更新日: 2019-07-29  

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