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フェムト秒レーザー誘起衝撃力による単一細胞刺激と活性化機構の解析

研究課題

研究課題/領域番号 22657041
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分補助金
研究分野 生物物理学
研究機関奈良先端科学技術大学院大学

研究代表者

細川 陽一郎  奈良先端科学技術大学院大学, 物質創成科学研究科, 特任准教授 (20448088)

研究分担者 伊藤 彰彦  近畿大学, 医学部, 教授 (80273647)
古野 忠秀  愛知学院大学, 薬学部, 准教授 (80254308)
研究期間 (年度) 2010 – 2011
研究課題ステータス 完了 (2011年度)
配分額 *注記
3,420千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 420千円)
2011年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2010年度: 1,600千円 (直接経費: 1,600千円)
キーワードフェムト秒レーザー / 衝撃力 / 細胞 / カルシウムイオン / イメージング
研究概要

高強度の近赤外フェムト秒レーザー光を顕微鏡下で細胞培養液に集光すると、効率的な多光子吸収により集光点で爆発現象が引き起こされる。この爆発現象により発生する衝撃力は、ミクロンオーダーの領域に局在するため、1細胞の局所領域に機械刺激を加えられる。本研究では、筋芽細胞と神経細胞に、このフェムト秒レーザー誘起衝撃力を作用させ、カルシウムインディケーターにより1細胞レベルの細胞活性変化を解析する新手法を開発した。レーザー強度により機械刺激の大きさや作用領域を自在に変えられる特徴を駆使して、1細胞内で刺激が活性化されるメカニズムを検討した。

報告書

(3件)
  • 2011 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2010 実績報告書
  • 研究成果

    (47件)

すべて 2012 2011 2010 その他

すべて 雑誌論文 (12件) (うち査読あり 12件) 学会発表 (30件) 図書 (4件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Three-dimensional analysis of tightly focused femtosecond laser beam and shockwave propagations in water2012

    • 著者名/発表者名
      Yoichiroh Hosokawa, Hiroshi Masuhara, Takahiro Kaji
    • 雑誌名

      Int. J. Optomechatronics

      巻: (in press)

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 原子間力顕微鏡を用いたフェムト秒レーザー誘起衝撃力の定量化-バイオメカニクスへの新しいアプローチ方法-2012

    • 著者名/発表者名
      細川陽一郎, 飯野敬矩, 萩山満, 伊藤彰彦
    • 雑誌名

      バイオイメージング

      巻: Vol.20, No.1 ページ: 7-12

    • NAID

      10029276829

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 原子間力顕微鏡を用いたフェムト秒レーザー誘起衝撃力の定量化-バイオメカニクスへの新しいアプローチ方法-2012

    • 著者名/発表者名
      細川陽一郎、飯野敬矩、萩山満、伊藤彰彦
    • 雑誌名

      バイオイメージング

      巻: 20 ページ: 7-12

    • NAID

      10029276829

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Non-contact quantification of laser micro-impulse in water by atomic force microscopy and its application for bio-mechanics2011

    • 著者名/発表者名
      Yoichiroh Hosokawa
    • 雑誌名

      Proc. SPIE

      巻: Vol.8204

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Non-contact Estimation of Intercellular Breaking Force Using Femtosecond Laser Impulse Quantified by Atomic Force Microscopy2011

    • 著者名/発表者名
      Yoichiroh Hosokawa, Mitsuru Hagiyama, Takanori Iino, Yoshinori Murakami, and Akihiko Ito
    • 雑誌名

      Proc. Natl. Acad. Sci

      巻: Vol.108, No.5 ページ: 1777-1782

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Enhanced nerve-mast cell interaction by a neuronal short isoform of cell adhesion molecule-12011

    • 著者名/発表者名
      Man Hagiyama, Tadahide Furuno, Yoichiroh Hosokawa, Takanori Iino, Takeshi Ito, Takao Inoue, Mamoru Nakanishi, Yoshinori Murakami, and Akihiko Ito*
    • 雑誌名

      CADM1, J Immunol

      巻: Vol.186, No.10 ページ: 5983-5992

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Enhanced nerve-mast cell interaction by a neuronal short isoform of cell adhesion molecule-12011

    • 著者名/発表者名
      Hagiyama M, Furuno T, Hosokawa Y, Iino I, Ito T, Inoue T, Nakanishi M, Murakami Y, Ito A
    • 雑誌名

      The Journal of Immunology

      巻: 186 号: 10 ページ: 5983-5992

    • DOI

      10.4049/jimmunol.1002244

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Non-contact quantification of laser micro-impulse in water by atomic force microscopy and its application for bio-mechanics2011

    • 著者名/発表者名
      Yoichiroh Hosokawa
    • 雑誌名

      Proc.SPIE

      巻: Vol.8204 ページ: 82041D-82041D

    • DOI

      10.1117/12.903239

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Non-contact estimation of intercellular breaking force using a femtosecond laser impulse quantified by atomic force microscopy2011

    • 著者名/発表者名
      Yoichiroh Hosokawa
    • 雑誌名

      Proceedings of the National Academy of Sciences of USA

      巻: Vol.108 ページ: 1777-1782

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Enhanced nerve-mast cell interaction by a neuronal short isoform of cell adhesion molecule-1, CADM12011

    • 著者名/発表者名
      Man Hagiyama
    • 雑誌名

      Journal of Immunology

      巻: (in press)

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Local Stimulation of Cultured Myocyte Cells by Femtosecond Laser-Induced Stress Wave2010

    • 著者名/発表者名
      Yung-En Kuo, Cheng-Chi Wu, Yoichiroh Hosokawa*, Yasuyo Maezawa, Kazunori Okano, Hiroshi Masuhara, and Fu-Jen Kao
    • 雑誌名

      Appl. Phys. A

      巻: Vol.101, No.4 ページ: 597-600

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Local stimulation of cultured myocyte cells by femtosecond laser-induced stress wave2010

    • 著者名/発表者名
      Yung-En Kuo
    • 雑誌名

      Applied Physics A

      巻: Vol.101 ページ: 597-600

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] AFM探針に過渡的に誘導されるねじれ運動の解析2012

    • 著者名/発表者名
      竹中将信, 細川陽一郎
    • 学会等名
      2012年春季第59回応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      早稲田大学(東京)
    • 年月日
      2012-03-16
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Non-contact quantification of laser micro-impulse in water by atomic force microscopy and its application for biomechanics2011

    • 著者名/発表者名
      Yoichiroh Hosokawa
    • 学会等名
      SPIE Smart Before laser shot 0 sec. 1 sec. 5 sec. 20 sec. 40 sec. 10・m focal point Nano+Micro Materials and Devices
    • 発表場所
      Melbourne, Australia
    • 年月日
      2011-12-06
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Non-contact quantification of laser micro-impulse in water by atomic force microscopy and its application for biomechanics2011

    • 著者名/発表者名
      Yoichiroh Hosokawa
    • 学会等名
      SPIE Smart Nano+Micro Materials and Devices
    • 発表場所
      Melbourne, Australia(招待講演)
    • 年月日
      2011-12-06
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] メカノバイオロジー分野における数値シミュレーションの可能性2011

    • 著者名/発表者名
      細川陽一郎
    • 学会等名
      COMSOLカンファレンス東京2011
    • 発表場所
      秋葉原UDX(東京)
    • 年月日
      2011-12-02
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] 微小生物組織とAFM探針のレーザー衝撃波の力学応答2011

    • 著者名/発表者名
      竹中将信, 細川陽一郎
    • 学会等名
      AFM探針のレーザー衝撃波の力学応答, COMSOLカンファレンス東京2011
    • 発表場所
      秋葉原UDX(東京)
    • 年月日
      2011-12-02
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] メカノバイオロジー分野における数値シミュレーションの可能性2011

    • 著者名/発表者名
      細川陽一郎
    • 学会等名
      COMSOLカンファレンス東京2011
    • 発表場所
      秋葉原UDX(東京)(基調(招待)講演)
    • 年月日
      2011-12-02
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Mechanical ablation of biological tissue induced by focused femtosecond laser and its estimation by atomic force microscopy2011

    • 著者名/発表者名
      Yoichiroh Hosokawa, Takanori Iino, Man Hagiyama, Mika Ohta, Akihiko Ito, Yutaka Takaoka
    • 学会等名
      11th International Conference On Laser Ablation(COLA 2011)
    • 発表場所
      Cancun, Mexico
    • 年月日
      2011-11-18
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Application of Femtosecond laser-induced Impulsive Force for Biotechnology2011

    • 著者名/発表者名
      Yoichiroh Hosokawa
    • 学会等名
      the 3rd International Conference on Laser Peening and Related Phenomena
    • 発表場所
      大阪国際会議場(Osaka, Japan)
    • 年月日
      2011-10-13
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Femrosecond laser estimation of the intercellular adhesion strength between neurite and mast cell part 22011

    • 著者名/発表者名
      Takanori Iino, Man Hagiyama, Furuno Tadahide, Akihiko Ito, Yoichiroh Hosokawa
    • 学会等名
      第49回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      兵庫県立大学(兵庫)
    • 年月日
      2011-09-18
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書 2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Non-contact estimation of intercellular adhesion using femtosecond laser-induced impulsive force2011

    • 著者名/発表者名
      Yoichiroh Hosokawa, Takanori Iino, Man Hagiyama, Akihiko Ito
    • 学会等名
      The 12th International Symposium on Laser Precision Microfabrication (LPM2011)
    • 発表場所
      Takamatsu, Japan
    • 年月日
      2011-06-07
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 神経刺激に伴うマスト細胞の脱顆粒に及ぼすプロポリスの影響2011

    • 著者名/発表者名
      古野忠秀, 柴田麻希, 嶌田有希, 伊納義和, 中西守
    • 学会等名
      日本薬学会第131年会
    • 発表場所
      静岡市で開催予定が中止となり要旨集で発表
    • 年月日
      2011-03-31
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書 2010 実績報告書
  • [学会発表] フェムト秒レーザー誘起衝撃力による培養筋芽細胞の過渡力学応答の蛍光イメージング解析2011

    • 著者名/発表者名
      細川陽一郎
    • 学会等名
      第58回応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      神奈川工科大学(神奈川県)で開催予定が中止となり講演予稿集で発表
    • 年月日
      2011-03-24
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Development of manipulation and stimulation methods for single plant cells utilizing femtosecond laser2011

    • 著者名/発表者名
      細川陽一郎
    • 学会等名
      第52回日本植物生理学会年会
    • 発表場所
      東北大学(宮城県)で開催予定が中止となり要旨集で発表(招待講演)
    • 年月日
      2011-03-20
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] フェムト秒レーザー誘起マイクロ津波による細胞操作2011

    • 著者名/発表者名
      細川陽一郎
    • 学会等名
      レーザー学会学術講演会第31回年次大会
    • 発表場所
      電気通信大学(大阪)
    • 年月日
      2011-01-09
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] フェムト秒レーザー誘起衝撃力を用いた培養動物細胞の過渡力学応答の検討2011

    • 著者名/発表者名
      平岡章宏、飯野敬矩、古野忠秀、岡野和秀、萩山満、伊藤彰彦、増原宏、細川陽一郎
    • 学会等名
      レーザー学会学術講演会第31回年次大会
    • 発表場所
      電気通信大学(大阪)
    • 年月日
      2011-01-09
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] フェムト秒レーザー誘起マイクロ津波による細胞操作2011

    • 著者名/発表者名
      細川陽一郎
    • 学会等名
      レーザー学会学術講演会第31回年次大会
    • 発表場所
      電気通信大学(大阪府)(招待講演)
    • 年月日
      2011-01-09
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] フェムト秒レーザー誘起衝撃力を用いた培養動物細胞の過渡力学応答の検討2011

    • 著者名/発表者名
      平岡章宏
    • 学会等名
      レーザー学会学術講演会第31回年次大会
    • 発表場所
      電気通信大学(大阪府)
    • 年月日
      2011-01-09
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Relationship between c alcium response and adhesion strength in nerve-mast cell Interaction2010

    • 著者名/発表者名
      Tadahide Furuno
    • 学会等名
      第48回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      東北大学(宮城)
    • 年月日
      2010-09-21
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Relationship between calcium response and adhesion strength in nerve-mast cell interaction2010

    • 著者名/発表者名
      Tadahide Furuno
    • 学会等名
      生物物理学会第48回年会
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2010-09-21
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] フェムト秒レーザー誘起衝撃力を利用した神経-マスト細胞間の接着力の時間変化の評価2010

    • 著者名/発表者名
      飯野敬矩、細川陽一郎、萩山満、古野忠秀、伊藤彰彦、増原宏
    • 学会等名
      第48回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      東北大学(宮城)
    • 年月日
      2010-09-20
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] フェムト秒レーザー誘起衝撃力による単一細胞の操作と刺激2010

    • 著者名/発表者名
      細川陽一郎、飯野敬矩、平岡章宏、萩山満、古野忠秀、伊藤彰彦、増原宏
    • 学会等名
      第48回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      東北大学(宮城)
    • 年月日
      2010-09-20
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] フェムト秒レーザー誘起衝撃力による単一細胞の操作と刺激2010

    • 著者名/発表者名
      細川陽一郎
    • 学会等名
      第48回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      東北大学(宮城県)
    • 年月日
      2010-09-20
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] フェムト秒レーザー誘起衝撃力を利用した神経-マスト細胞間の接着力の時間変化の評価2010

    • 著者名/発表者名
      飯野敬矩
    • 学会等名
      第48回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      東北大学(宮城県)
    • 年月日
      2010-09-20
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] フェムト秒レーザー誘起衝撃力によるゼブラフィッシュ胚への生体分子導入(「量子エレクトロニクス分科内招待講演」)2010

    • 著者名/発表者名
      細川陽一郎, 越智陽城, 飯野敬矩, 平岡章宏, 田中幹子
    • 学会等名
      第71回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      長崎大学(長崎)
    • 年月日
      2010-09-14
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] フェムト秒レーザーの鍼治療への応用のための基礎検討2010

    • 著者名/発表者名
      細川陽一郎
    • 学会等名
      第71回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      長崎大学(長崎県)
    • 年月日
      2010-09-14
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] フェムト秒レーザー誘起衝撃力と原子間力顕微用を利用した神経-マスト細胞間接着の力学的評価2010

    • 著者名/発表者名
      飯野敬矩
    • 学会等名
      第71回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      長崎大学(長崎県)
    • 年月日
      2010-09-14
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Involvement of cell ad hesion molecule 1(CADM1) in nerve-m ast cell communication2010

    • 著者名/発表者名
      Tadahide Furuno
    • 学会等名
      14th Internationa l Congress of Immunology
    • 発表場所
      Kobe, Japan
    • 年月日
      2010-08-23
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Involvement of cell adhesion molecule 1 (CADM1) in nerve-mast cell communication2010

    • 著者名/発表者名
      Tadahide Furuno
    • 学会等名
      14th International Congress of Immunology
    • 発表場所
      Kobe
    • 年月日
      2010-08-23
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 超短パルスレーザ誘起衝撃力による細胞操作とその定量評価2010

    • 著者名/発表者名
      細川陽一郎
    • 学会等名
      第73回レーザ加工学会
    • 発表場所
      大阪大学(大阪)
    • 年月日
      2010-05-25
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] 超短パルスレーザ誘起衝撃力による細胞操作とその定量評価2010

    • 著者名/発表者名
      細川陽一郎
    • 学会等名
      第73回レーザ加工学会
    • 発表場所
      大阪大学(大阪府)(招待講演)
    • 年月日
      2010-05-25
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [図書] 先端固体レーザー」第8章2章10項「バイオ応用」2011

    • 著者名/発表者名
      細川陽一郎
    • 出版者
      オーム社
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [図書] 「リアルタイム計測による生命現象の解析」第4章フェムト秒レーザー誘起衝撃力を利用した細胞接着力の非接触計測2011

    • 著者名/発表者名
      細川陽一郎
    • 出版者
      株式会社シーエムシー出版
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書 2010 実績報告書
  • [図書] 「先端固体レーザー」第8章2章10項「バイオ応用」2011

    • 著者名/発表者名
      細川陽一郎
    • 総ページ数
      3
    • 出版者
      オーム社
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [図書] Neuropeptide : Methods and Protocol2011

    • 著者名/発表者名
      Furuno, T.
    • 出版者
      Springer(印刷中)
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [備考] ホームページアドレス

    • URL

      http://hskw.jp

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書

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公開日: 2010-08-23   更新日: 2016-04-21  

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