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ラマン分光法とDNB解析を組み合わせた細胞遷移状態分岐点解析技術開発

研究課題

研究課題/領域番号 22K14827
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分38030:応用生物化学関連
研究機関富山大学

研究代表者

竹谷 皓規  富山大学, 学術研究部教育研究推進系, 特命助教 (50825312)

研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2023年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2022年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワードラマン分光法 / DNB解析 / 炎症細胞モデル / 遷移点解明 / DNB理論
研究開始時の研究の概要

細胞の状態が変化する瞬間、細胞は不安定な状態を一度介してから変化する。この遷移点は従来のバイオマーカーでは同定することが難しい。細胞を破壊することなく連続で計測可能な光技術であるラマン分光法と、動的バイオマーカーを観測し、状態の「揺らぎ」を調べることができる数理的解析である動的ネットワークバイオマーカー(DNB)理論を組み合わせることで、細胞の遷移点を解明することを目的とし研究を進める。

研究成果の概要

当初目標としていた、ラマン分光法とDynamical Network Biomaker(DNB)理論による揺らぎ解析の組み合わせ技術を用いることで、炎症刺激を与えたマウスマクロファージ細胞が特定の時点で揺らいでいることを確認した。細胞が揺らいだ時点が正しいか複数回による再現性確認実験による検証を行い、細胞遷移状態の時点を特定することに成功した。本成果を複数の学会で発表を行い、現在は細胞遷移状態において炎症刺激を与えた細胞にどのような変化が生じているのかを従来解析法を用い明らかにし、論文化を目指している。

研究成果の学術的意義や社会的意義

Dynamical Network Biomaker(DNB)理論は様々な状態が移行する際の予兆を揺らぎとして検出できることが分かってきており、生命現象においても適応が期待されていた。本研究はDNB理論とラマン分光法と組み合わせることで、実際の生命現象において揺らぎを観測し遷移点を特定できた、DNB理論を実用化できた例となる。検出された炎症細胞の遷移点はこれまでの炎症の研究で着目されていない時点であり、DNB理論とラマン分光法の組み合わせは、知られていた生命現象に対し新たな知見を与える技術であると言える。

報告書

(3件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 研究成果

    (4件)

すべて 2024 2023 2022

すべて 学会発表 (4件) (うち国際学会 1件)

  • [学会発表] ラマン分光法とDNB解析を用いた生細胞分岐点探索2024

    • 著者名/発表者名
      竹谷 皓規
    • 学会等名
      レーザー学会第44回年次大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Detection of transition state in living cells using Raman Spectroscopy and Dynamical Network Biomarker Theory2023

    • 著者名/発表者名
      Akinori Taketani
    • 学会等名
      APLS2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ラマン分光法とDNB解析の組み合わせによる炎症反応における細胞遷移状態の解明2023

    • 著者名/発表者名
      竹谷 皓規,山崎 萌絵,田原 旬,小泉 桂一,山本 武, 大嶋 佑介,春木 孝之,  和田 暁法,佐藤 勉
    • 学会等名
      レーザー学会第43回年次大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] ラマン分光法とDNB解析による細胞遷移状態における分岐点解明技術開発2022

    • 著者名/発表者名
      竹谷 皓規,山崎 萌絵,田原 旬,小泉 桂一,山本 武, 大嶋 佑介,春木 孝之,  和田 暁法,佐藤 勉
    • 学会等名
      レーザー学会研究会第566回研究会 光・レーザーの医学・医療応用
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書

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公開日: 2022-04-19   更新日: 2025-01-30  

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