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硬さ環境の時空間変化に応答する細胞構造と機能の解明

研究課題

研究課題/領域番号 23850006
研究種目

研究活動スタート支援

配分区分補助金
研究分野 物理化学
研究機関埼玉大学

研究代表者

吉川 洋史  埼玉大学, 理工学研究科, 助教 (50551173)

研究期間 (年度) 2011-08-24 – 2013-03-31
研究課題ステータス 採択後辞退 (2012年度)
配分額 *注記
3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2012年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2011年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード細胞接着 / バイオメカニクス / 短パルスレーザー / 光干渉 / ハイドロゲル
研究概要

本研究では、硬さを自在に制御可能な細胞外環境モデルを構築し、そこで誘導される様々な細胞の構造や機能を解明することを目指している。本年度はまず、硬さを制御したゲル上での細胞接着を定量評価するための基本実験系として、細胞-ゲル間の距離をナノスケールで定量測定可能な新規光学顕微システムを構築した。本システムでは、屈折率差が小さいゲル/溶液界面からの微弱な反射光を検出するために、従来の反射型光干渉法における入射系や検出系に改良を施している。実際、本システムを用いて、硬さを動的に制御可能なpH応答性ゲル基板上の類表皮がん細胞(A431)を観察したところ、細胞接着面に線状のパターンが形成されていることを発見した。さらに同一領域を、全反射蛍光顕微鏡法(TIRF)により観察したところ,細胞がvincullinを発現していることが明らかとなり、光干渉法で得られる高さ情報と生化学的な情報が一致することを確認した。以上の結果から、本研究で開発した改良型反射型光干渉法が、ゲル上の細胞接着ダイナミクスをリアルタイム・ラベルフリーで定量評価するための強力なツールであること実証した。また本年度には、新たな試みとして、ハイデルベルグ大学及びヘルムホルツ研究センター(ドイツ)の合成化学及び生物学のエキスパートとの共同研究にも着手した。ここでは、新規な生体適合性・疎水ポリマー基板を用いて、軟骨などの硬組織のメカニクスを模倣した環境をin vitroで創製することを目指している。既にこれまでに、本基板上での骨芽細胞の接着ダイナミクスの定量測定に成功しつつあり、早期の論文化を目指す予定である。

報告書

(1件)
  • 2011 実績報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2012 2011 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (6件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Influence of energy and wavelength on femtosecond laser-induced nucleation of protein2011

    • 著者名/発表者名
      R.Murai, H.Y.Yoshikawa, H.Hasenaka, Y.Takahashi, M.Maruyama, S.Sugiyama, H.Adachi, K.Takano, H.Matsumura, S.Murakami, T.Inoue, and Y.Mori
    • 雑誌名

      Chemical Physics Letters

      巻: Vol.510, Issues 1-3 号: 1-3 ページ: 139-142

    • DOI

      10.1016/j.cplett.2011.05.016

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] フェムト秒レーザー誘起キャビテーションバブルによるタンパク質の結晶核発生2011

    • 著者名/発表者名
      吉川洋史, 村井良多, 杉山成, 安達宏昭, 松村浩由, 井上豪, 村上聡, 高野和文, 森勇介
    • 雑誌名

      日本結晶成長学会誌

      巻: 28 ページ: 161-168

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] pH応答性ゲルによる細胞外動的環境のインビトロ構築2012

    • 著者名/発表者名
      吉川洋史, Steven P.Armes, Motomu Tanaka
    • 学会等名
      日本化学会第92春季年会(2012)
    • 発表場所
      慶応大学日吉キャンパス(東京都)
    • 年月日
      2012-03-27
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] pH応答性ゲル基板上での細胞力学応答の定量評価2012

    • 著者名/発表者名
      松崎賢寿, 日台智明, S.P.ARMES, 中林誠一郎, Motomu Tanaka, 吉川洋史
    • 学会等名
      日本化学会第92春季年会(2012)
    • 発表場所
      慶応大学日吉キャンパス(東京都)
    • 年月日
      2012-03-27
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 短パルスレーザー誘起衝撃波による細胞-生物表面モデル間接着力の定量測定2011

    • 著者名/発表者名
      H.Yoshikawa, M.Tanaka
    • 学会等名
      レーザ加工学会
    • 発表場所
      東京大学生産技術研究所(東京都)(招待講演)
    • 年月日
      2011-12-05
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Quantitative Evaluation of Cell Adhesion on Cell/Tissue Surface Model with Tailored Mesoscopic Structures2011

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Yoshikawa, M.Tanaka
    • 学会等名
      細胞を創る研究会4.0
    • 発表場所
      千里ライフサイエンスセンタービル(大阪府)
    • 年月日
      2011-10-26
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Quantitative evaluation of mechano-response of cells on non-swelling soft substrate2011

    • 著者名/発表者名
      Takahisa Matsuzaki, Hiroshi Y.Yoshikawa, Jing Cui, Karl Kratz, Astrid Marx, Seiichiro Nakabayashil, Urlike Engel, Andreas Lendlein, Motomu Tanaka
    • 学会等名
      細胞を創る研究会4.0
    • 発表場所
      千里ライフサイエンスセンタービル(大阪府)
    • 年月日
      2011-10-26
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] レーザー誘起衝撃波による生体表面モデル上での細胞接着力の定量測定2011

    • 著者名/発表者名
      吉川洋史, M.Tanaka
    • 学会等名
      2011年秋季第72回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      山形大学(山形県)
    • 年月日
      2011-08-31
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://park.saitama-u.ac.jp/~nakabayashi-lab/index.php?%A5%E1%A5%F3%A5%D0%A1%BC%BE%D2%B2%F0%2F%B5%C8%C0%EE%A1%A1%CD%CE%BB%CB

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書

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公開日: 2011-09-05   更新日: 2019-07-29  

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