生殖細胞の機械的刺激応答機構および胚発育に及ぼす効果に関する研究

• 研究課題/領域番号: 22680036
• 研究種目: 若手研究(A)
• 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: 岡山大学
• 研究代表者: 松浦 宏治 岡山大学, 医歯(薬)学総合研究科, 講師 (70443223)
• 研究期間 (年度): 2010-04-01 – 2014-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 21,450千円 (直接経費: 16,500千円、間接経費: 4,950千円); 2013年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円); 2012年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円); 2011年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円); 2010年度: 8,320千円 (直接経費: 6,400千円、間接経費: 1,920千円)
• キーワード: 精子 / 受精卵 / メカニカルストレス / 細胞内カルシウム濃度 / マイクロ流路 / 共焦点蛍光顕微鏡 / 流体刺激 / シェアーストレス / 空気圧アクチュエータ

研究概要

哺乳類精子および受精卵の機械的刺激感知機構、細胞分裂阻害・促進機構を解明するために、卵管内の機械的刺激を制御可能なマイクロ流体デバイスを作製し、流路内生殖細胞の顕微観察を行った。ヒト精子においては固定された精子頭部の細胞内カルシウム濃度上昇が見られた。また、精子の運動方向はせん断応力分布に影響を受けることが判明した。マウス受精卵については胚発育におけるせん断応力に対する閾値の存在を見出した。

研究成果

• [雑誌論文] Paper-based diagnostic devices for evaluating the quality of human sperm (2014)
  • 著者名/発表者名: Koji Matsuura, Kuan-Hung Chen, Cheng-Han Tsai, Wenqian Li , Yuka Asano, Keiji Naruse, Chao-Min Cheng
  • 雑誌名: Microfluidics and nanofluidics 巻: 14 号: 5 ページ: 1378-1388
  • DOI: 10.1007/s10404-014-1378-y
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mouse embryo motion and embryonic development from the 2-cell to blastocyst stage using mechanical vibration systems (2013)
  • 著者名/発表者名: Yuka Asano, Koji Matsuura
  • 雑誌名: Reproduction, Fertility and Development 巻: 26 号: 5 ページ: 733-733
  • DOI: 10.1071/rd13039
• [雑誌論文] Numerical calculations for diffusion effects in the well-of-the-well culture system for mammalian embryos (2013)
  • 著者名/発表者名: Koji Matsuura
  • 雑誌名: Reproduction, Fertility and Development 巻: 26 号: 5 ページ: 742-742
  • DOI: 10.1071/rd13025
  • 査読あり
• [雑誌論文] A tilting embryo culture system increases the number of high-grade human blastocysts with high-implantation competence (2013)
  • 著者名/発表者名: Tetsuaki Hara, Koji Matsuura, Takashi Kodama, Keiko Sato, Yuko Kikkawa, Tomomi Muneto, Junko Tanaka, Keiji Naruse
  • 雑誌名: Reproductive Biomedicine Online 巻: Vol.26, No.3 号: 3 ページ: 260-268
  • DOI: 10.1016/j.rbmo.2012.11.014
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesis and Slow-Release Characteristics of a Self-Assembling Peptide Gel Containing Phenylalanine Azide (2013)
  • 著者名/発表者名: Koji Matsuura, Mizuki Kitamatsu, Yusuke Nagai, Keiji Naruse
  • 雑誌名: Recent Patents on Nanomedicine 巻: 2 号: 2 ページ: 140-145
  • DOI: 10.2174/1877912304666140210212304
  • 査読あり
• [雑誌論文] Behavior of motile sperm in Taylor-Couette flow: effect of shear stress on the behavior of motile Sperm (2013)
  • 著者名/発表者名: Yasutaka Hayamizu, Toru Hyakutake, Koji Matsuura, Shinichiro Yanase, Shinichi Morita, Shigeru Ohtsuka, Takeshi Gonda
  • 雑誌名: Open Journal of Fluid Dynamics 巻: 3 号: 02 ページ: 9-13
  • DOI: 10.4236/ojfd.2013.32a002
  • 査読あり
• [雑誌論文] Microfluidic device increases sperm concentration by optimization of chamber structure (2013)
  • 著者名/発表者名: Koji Matsuura, Ken Nishida, Ikuyo Sugimoto, Shinichiro Yanase
  • 雑誌名: Andrology and Gynecology: Current Research 巻: 1000106 号: 03 ページ: 1-3
  • DOI: 10.4172/2327-4360.1000106
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Microfluidic Device to Reduce Treatment Time of Intracytoplasmic Sperm Injection (2013)
  • 著者名/発表者名: Koji Matsuura, Takuya Uozumi, Takuya Furuichi, Ikuyo Sugimoto, Mieko Kodama, Hiroaki Funahashi
  • 雑誌名: Fertility and Sterility 巻: 99 号: 2 ページ: 400-407
  • DOI: 10.1016/j.fertnstert.2012.10.022
  • 査読あり
• [雑誌論文] Scanning and non-scanning surface plasmon microscopy to observe cell adhesion sites (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Watanabe, K. Matsuura, F. Kawata, K. Nagata, J. Ning, and H. Kano
  • 雑誌名: Biomed. Opt. Express 巻: Vol.3, No.2 号: 2 ページ: 354-359
  • DOI: 10.1364/boe.3.000354
  • NAID: 120004897833
  • 査読あり
• [雑誌論文] 表面プラズモン顕微鏡による細胞接着部位の高空間分解能・無標識観察 (2012)
  • 著者名/発表者名: 松浦 宏治、渡辺 向陽、加野 裕
  • 雑誌名: レーザー研究 巻: 40 ページ: 112401-112401
  • 査読あり
• [雑誌論文] Wavelength-Scanning Method to identify Vertical Position of a Film using Surface Plasmon Microscopes (2012)
  • 著者名/発表者名: Koyo Watanabe, and Koji Matsuura
  • 雑誌名: Journal of Japanese Applied Physics 巻: 51 号: 11R ページ: 115-161
  • DOI: 10.1143/jjap.51.112401
  • 査読あり
• [雑誌論文] Theoretical study on the detection of tilted lipid bilayers using surface plasmon resonance techniques (2012)
  • 著者名/発表者名: Koyo Watanabe, Koji Matsuura
  • 雑誌名: Journal of Sensors
  • NAID: 120004897832
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dynamic Culture Systemによる受精卵発育促進とその機構解明 (2011)
  • 著者名/発表者名: 松浦宏治, 成瀬恵治
  • 雑誌名: 日本哺乳動物卵子学会誌 巻: 28 号: 4 ページ: 174-179
  • DOI: 10.1274/jmor.28.174
  • NAID: 130004436816
  • ISSN: 1341-7738, 1347-5878
  • 査読あり
• [雑誌論文] Screening of sperm velocity by fluid mechanical characteristics of a cyclo-olefin polymer microfluidic sperm-sorting device (2011)
  • 著者名/発表者名: K.Matsuura M.Takenami Y.Kuroda、T Hyakutake, S.Yanase, K.Naruse
  • 雑誌名: Reproductive BioMedicine Online 巻: 24 号: 1 ページ: 109-115
  • DOI: 10.1016/j.rbmo.2011.09.005
  • NAID: 120004897830
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hydrophobic Silicone Elastomer Chamber for Recording Trajectories of Motile Porcine Sperms without Adsorption (2011)
  • 著者名/発表者名: Koji Matsuura, Yuka Kuroda, Keisuke Yamashita, Hiroaki Funahashi
  • 雑誌名: Journal of Reproduction and Development 巻: 57 号: 1 ページ: 163-167
  • DOI: 10.1262/jrd.10-075N
  • NAID: 10027901604
  • ISSN: 0916-8818, 1348-4400
  • 査読あり
• [雑誌論文] 臨床応用展開を目指した最近のELISA技術 (2011)
  • 著者名/発表者名: 松浦宏治
  • 雑誌名: 化学とナノ・マイクロシステム研究会誌(トピック紹介) 巻: 10 ページ: 15-15
• [学会発表] 不妊治療とメカノバイオロジー~運動良好精子分離とメカニカル受精卵培養システムの医療現場への適用~ (2012)
  • 著者名/発表者名: 松浦宏治
  • 学会等名: 第51回 日本生体医工学会大会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2012-05-10
• [学会発表] Comparison between static and dynamic culture results using a novel air actuation system (2012)
  • 著者名/発表者名: Koji Matsuura
  • 学会等名: International Embryo Transfer Society 38th Annual Conference (IETS38)
  • 発表場所: Arizona
  • 年月日: 2012-01-09
• [学会発表] Comparison between static and dynamic culture results using a novel air actuation system (2012)
  • 著者名/発表者名: 松浦宏治
  • 学会等名: International Embryo Transfer Society 38th Annual Conference (IETS38)
  • 発表場所: アリゾナ・米国
  • 年月日: 2012-01-09
• [学会発表] 精子の運動性と活性を同時に評価可能な試験紙 (2011)
  • 著者名/発表者名: 松浦宏治
  • 学会等名: 第24回化学とマイクロ・ナノシステム研究会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2011-11-18
• [学会発表] Development of observation system to investigate both intracellular calcium concentration and mechanical stimuli to mammalian embryos (2011)
  • 著者名/発表者名: Koji Matsuura
  • 学会等名: 2011 International Symposium on Micro-Nano Mechatronics and Human Science (MHS2011)
  • 発表場所: Nagoya
  • 年月日: 2011-11-08
• [学会発表] Development of observation system to investigate both intracellular calcium concentration and mechanical stimuli to mammalian embryos (2011)
  • 著者名/発表者名: 松浦宏治
  • 学会等名: 2011 International Symposium on Micro-NanoMec hatronics and Human Science (MHS2011)
  • 発表場所: 名古屋(招待講演)
  • 年月日: 2011-11-08
• [学会発表] Responses of Fixed Human Sperms to Increased Fluid Shear Stres (2011)
  • 著者名/発表者名: 松浦宏治
  • 学会等名: International Symposium on Mechanobiology
  • 発表場所: 上海・中国
  • 年月日: 2011-11-04
• [学会発表] 卵管の蠕動を模したマイクロ流路とその流れ (2011)
  • 著者名/発表者名: 松浦宏治
  • 学会等名: 第34回日本生体医工学会中国四国支部大会
  • 発表場所: 徳島
  • 年月日: 2011-10-22
• [学会発表] Most Motile Sperms Can Be Separated at the Bottom of the Microfluidic Channel of the Plastic Microfluidic Sperm Sorter (2011)
  • 著者名/発表者名: 松浦宏治
  • 学会等名: 16th World Congress on In Vitro Fertilization
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2011-09-11
• [学会発表] Dynamic Embryo Culture to Apply Mechanical Stimuli Using a Microfluidic Air Actuation System (2011)
  • 著者名/発表者名: 松浦宏治
  • 学会等名: 16th World Congress on In Vitro Fertilization
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2011-09-11
• [学会発表] Well Of Well Culture Systemにおける分泌物質拡散の解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 松浦宏治
  • 学会等名: 第52回日本哺乳動物卵子学会
  • 発表場所: 那須
  • 年月日: 2011-05-20
• [学会発表] シェアストレス負荷時におけるヒト精子の細胞内カルシウム濃度変化 (2011)
  • 著者名/発表者名: 松浦宏治
  • 学会等名: 第50回日本生体医工学会大会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2011-05-01
• [学会発表] 空気圧駆動培養装置を用いた動的環境におけるマウス受精卵培養 (2011)
  • 著者名/発表者名: 松浦宏治
  • 学会等名: 第50回日本生体医工学会大会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2011-05-01
• [学会発表] マイクロ流体システムを利用した生殖工学分野におけるメカノメディスン (2011)
  • 著者名/発表者名: 松浦宏治
  • 学会等名: 第50回日本生体医工学会大会
  • 発表場所: 東京(招待講演)
  • 年月日: 2011-04-29
• [学会発表] 体外受精卵培養における分泌物質分散の拡散方程式による解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 松浦宏治
  • 学会等名: 第22回化学とマイクロ・ナノシステム研究会
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 2010-11-18
• [学会発表] シェアストレス負荷時における精子の細胞内カルシウム濃度変化計測 (2010)
  • 著者名/発表者名: 松浦宏治
  • 学会等名: 第22回化学とマイクロ・ナノシステム研究会
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 2010-11-17
• [学会発表] Application of Mechanical Stimuli using a Microfluidic Air Actuating System to Cultured Mammalian Embryos (2010)
  • 著者名/発表者名: Koji Matsuura
  • 学会等名: 2010 International Symposium on Micro-NanoMechatronics and Human Science (MHS2010)
  • 発表場所: Nagoya
  • 年月日: 2010-11-08
• [学会発表] Application of Mechanical Stimuli using a Microfluidic Air Actuating System to Cultured Mammalian Embryos (2010)
  • 著者名/発表者名: 松浦宏治
  • 学会等名: MHS2010 & Micro-Nano Global COE
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 2010-11-08
• [学会発表] マウス胚傾斜体外培養における胚移動制御による培養成績の比較 (2010)
  • 著者名/発表者名: 松浦宏治
  • 学会等名: 第28回日本受精着床学会総会学術講演会
  • 発表場所: パシフィコ横浜
  • 年月日: 2010-07-28
• [学会発表] マイクロ空圧駆動型人工卵管による動的マウス胚培養系 (2010)
  • 著者名/発表者名: 松浦宏治
  • 学会等名: 第28回日本受精着床学会総会学術講演会
  • 発表場所: パシフィコ横浜
  • 年月日: 2010-07-28
• [学会発表] マウス胚傾斜培養におけるマイクロ空間制御の有効性について (2010)
  • 著者名/発表者名: 松浦宏治
  • 学会等名: 第21回化学とマイクロ・ナノシステム研究会
  • 発表場所: 東京大学
  • 年月日: 2010-06-10
• [学会発表] マイクロ空圧駆動型人工卵管で負荷される力学的刺激 (2010)
  • 著者名/発表者名: 松浦宏治
  • 学会等名: 第21回化学とマイクロ・ナノシステム研究会
  • 発表場所: 東京大学
  • 年月日: 2010-06-10
• [学会発表] 哺乳類の卵管蠕動運動観察とその運動を模倣したマイクロデバイスの開発
  • 著者名/発表者名: 松浦 宏治、浅野 友香、成瀬 恵治
  • 学会等名: 第55回日本平滑筋学会総会
  • 発表場所: 旭川
• [学会発表] マウス着床前胚の振動培養による影響
  • 著者名/発表者名: 浅野 友香、松浦 宏治
  • 学会等名: 第49回中国四国生殖医学会
  • 発表場所: 岡山
• [学会発表] マウス胚盤胞と桑実胚間での異なるメカニカルストレス応答
  • 著者名/発表者名: 浅野 友香、松浦 宏治、成瀬 恵治
  • 学会等名: 第51回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 京都
• [学会発表] マウス初期胚内細胞のメカニカルストレス応答解析のためのマイクロ流体システム
  • 著者名/発表者名: 浅野 友香、松浦 宏治、成瀬 恵治
  • 学会等名: 化学とマイクロ・ナノシステム学会第28回研究会
  • 発表場所: 姫路
• [学会発表] 細胞外マトリクス交互積層のためのマイクロ流体システム
  • 著者名/発表者名: 松浦 宏治、杉本 育代、松崎 典弥、明石 満
  • 学会等名: 化学とマイクロ・ナノシステム学会第28回研究会
  • 発表場所: 姫路
• [学会発表] Behavior of Motile Sperm in Taylor-Couette Flow, Effect of Shear Stress on the Behavior of Motile Sperm
  • 著者名/発表者名: Yasutaka Hayamizu, Toru Hyakutake, Koji Matsuura, Shinichiro Yanase, Shinichi Morita, Shigeru Ohtsuka, Takeshi Gonda
  • 学会等名: Proceedings of 11th International Symposium on Experimental and Computational Aerothermodynamics of Internal Flows (ISAIF11)
  • 発表場所: Shenzhen, China
• [学会発表] マイクロ流体操作による不妊治療用チップデバイスの開発
  • 著者名/発表者名: 松浦 宏治
  • 学会等名: バイオメカニクス研究会第146回研究会
  • 発表場所: 徳島大学工学部（常三島キャンパス）
• [学会発表] 動的受精卵培養システムの臨床応用展開
  • 著者名/発表者名: 松浦 宏治
  • 学会等名: 平成24年度岡山大学新技術説明会
  • 発表場所: JST東京本部別館ホール(東京・市ヶ谷)
• [学会発表] Electrode fabrication using conductive nano-ink and microfluidic technology for bio-applications
  • 著者名/発表者名: 松浦 宏治
  • 学会等名: 23rd 2012 International Symposium on Micro-NanoMechatronics and Human Science
  • 発表場所: 名古屋大学
• [学会発表] 不妊治療とメカノバイオロジー～運動良好精子分離と メカニカル受精卵培養システムの医療現場への適用～
  • 著者名/発表者名: 松浦 宏治
  • 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
• [学会発表] Diffusion Influences in Vitro Mammalian Embryo Culture: A Numerical Calculation
  • 著者名/発表者名: 松浦 宏治
  • 学会等名: ICAR2012
  • 発表場所: Vancouver, Canada
• [学会発表] Use of a mechanical vibration system to observe the effects of mechanical stimuli on in vitro mouse embryo development
  • 著者名/発表者名: 松浦 宏治
  • 学会等名: ICAR2012
  • 発表場所: Vancouver, Canada
• [学会発表] Hydrophobic silicone elastomer chamber for recording trajectories of motile porcine sperms without adsorption
  • 著者名/発表者名: 松浦 宏治
  • 学会等名: TechConnect2012
  • 発表場所: Santa Clara, California
• [学会発表] A microfluidic device to reduce treatment time of intracytoplasmic sperm injection
  • 著者名/発表者名: 松浦 宏治
  • 学会等名: The International Symposium on Microchemistry and Microsystems 2012
  • 発表場所: Taiwan
• [学会発表] Dynamic Embryo Culture System for Human Assisted Reproduction by Deformation of Silicone Hydrogel Microfluidic Channel using a Pneumatic Cylinder
  • 著者名/発表者名: 松浦 宏治
  • 学会等名: The World Congress on Medical Physics and Biomedical Engineering 2012
  • 発表場所: Beijing, China
• [学会発表] マウス受精卵のメカニカルストレス負荷応答と その機構解明へのアプローチ
  • 著者名/発表者名: 松浦 宏治
  • 学会等名: 第４回生物物理学会中国四国支部大会
  • 発表場所: 山口大学 吉田（山口）キャンパス
• [学会発表] 振動培養におけるマウス胚発育とその効果の検討
  • 著者名/発表者名: 松浦 宏治
  • 学会等名: 第53回日本哺乳動物卵子学会
  • 発表場所: 千里ライフサイエンスセンター
• [学会発表] 表面プラズモン顕微鏡による細胞接着斑の無標識観察
  • 著者名/発表者名: 松浦 宏治
  • 学会等名: 第25回化学とマイクロ・ナノシステム研究会
  • 発表場所: 崇城大学
• [学会発表] シリコーンハイドロゲル製マイクロ流路と空気圧アクチュエータで構成される生殖補助医療用受精卵培養システム
  • 著者名/発表者名: 松浦 宏治
  • 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
• [図書] Advanced Elastomers: Technology, properties and applications (2012)
  • 著者名/発表者名: Koji Matsuura, Keiji Naruse
  • 出版者: InTech, Rijeka, Croatia
• [図書] Use of Silicone Elastomer-Based Microfluidic Devices and Systems in Reproductive Technologies, Advanced Elastomers: Technology, properties and applications (2012)
  • 著者名/発表者名: Koji Matsuura, Keiji Naruse
  • 総ページ数: 20
  • 出版者: Intech
• [図書] 「アクチュエータが未来を創る」「生殖補助医療におけるアクチュエータの可能性」 (2012)
  • 著者名/発表者名: 松浦 宏治(分担者２８名)
  • 総ページ数: 5
  • 出版者: 産業図書
• [図書] アクチュエータが未来を創る(生殖補助医療におけるアクチュエータの可能性) (2011)
  • 著者名/発表者名: 松浦宏治
  • 出版者: 産業図書
• [備考] ホームページ
  • URL: http://kojimatsu.ccsv.okayama-u.ac.jp/
• [産業財産権] 被覆細胞の製造方法, 及び細胞の三次元構造体の製造方法 (2012)
  • 発明者名: 松浦宏治, 松崎典弥, 明石満
  • 権利者名: 大阪大学
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2012-180627
  • 出願年月日: 2012-08-16
• [産業財産権] 被覆細胞の製造方法、及び細胞の三次元構造体の製造方法 (2012)
  • 発明者名: 松浦 宏治
  • 権利者名: 松浦 宏治
  • 産業財産権種類: 特許
  • 出願年月日: 2012-08-16