| 研究課題/領域番号 |
23K26078
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| 補助金の研究課題番号 |
23H01383 (2023)
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 基金 (2024)
補助金 (2023) |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分20020:ロボティクスおよび知能機械システム関連
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| 研究機関 | 佐賀大学 (2024)
名城大学 (2023) |
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研究代表者 |
金子 真 佐賀大学, 理工学部, 客員研究員 (70224607)
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| 研究分担者 |
横山 詩子 東京医科大学, 医学部, 主任教授 (70404994)
高山 俊男 東京工業大学, 工学院, 准教授 (80376954)
福田 修 佐賀大学, 理工学部, 教授 (20357891)
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| 研究期間 (年度) |
2023-04-01 – 2026-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2024年度)
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| 配分額 *注記 |
19,110千円 (直接経費: 14,700千円、間接経費: 4,410千円)
2025年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2024年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2023年度: 12,610千円 (直接経費: 9,700千円、間接経費: 2,910千円)
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| キーワード | 平滑筋細胞 / ｐH計測 / 酸素濃度 / 二酸化炭素濃度 / 周期的圧力変化 / タイムラプス撮影 / 接着面積激増現象 / 細胞生理学 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
細胞は培養液によって大きく影響を受ける。例えば、気泡が二酸化炭素、酸素によっても影響を受ける。私達の研究では、任意の培養液体積内の気泡の二酸化炭素濃度、酸素濃度、ひいてはpH濃度を計測し、pHと細胞の振る舞いの関係について実験を行い、実験結果をについて考察を行う。
これらの実験により、酸素濃度の影響が細胞成長にどの程度影響するかについて力学面、生理学両面から考察を行う予定である。
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| 研究実績の概要 |
細胞加圧実験のこれまでの研究では，圧力や温度などの培養環境制御と顕微鏡による撮影等がそれぞれ別のソフトウェアで行われていた．このため細胞の撮影された時間での正確な培養環境が不明であった．本研究では，細胞の加減圧と撮影，温度制御を統合した一つのプログラムで行い，正確な時間で細胞の培養環境と形態変化の関連性が計測可能な装置を開発した．この実験システムを用いて予備実験を行った．本研究のポイントは細胞の加減圧，撮影，温度制御を統合した一つのプログラムで行っているため，圧力制御，温度制御，タイムラプス撮影まで含めて統合したプログラムで統合している点である．プログラムを統合した関係でプログラムエラーが見つけやすい利点を有しているだけでなく，時間管理が一括して行える点も重要な利点である．さらに実験システムをコンパクトにできるため装置のサイズを小さくできることも実験しやすくなる点を強調しておきたい．
新たに開発した実験システムを使って平滑筋細胞エクスサイズを行って接着面積が１時間で2倍激増する現象を新たに突き止めた．この平滑筋細胞の接触面積激増現象がどのような力学原理と生理学の観点から考察を行い，細胞表面の培養液のpHとの相関について横山教授（東京医科大）から生理学の観点から貴重なコメントをいただいた．特に培養液の酸素濃度よりも二酸化炭素濃度ｐHが酸素濃度よりも重要なパラメータになる可能性があることが示唆された.これは胎児が酸素濃度が高い培養液を好まないことともリンクしている．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
細胞加圧実験のこれまでの研究では，圧力や温度などの培養環境制御と顕微鏡による撮影等がそれぞれ別のソフトウェアで行われていた．このため細胞の撮影された時間での正確な培養環境が不明であった．この実験システムを用いて予備実験を行った．本研究のポイントは細胞の加減圧，撮影，温度制御を統合した一つのプログラムで行っている本研究では，細胞の加減圧と撮影，温度制御を統合した一つのプログラムで行い，正確な時間で細胞の培養環境と形態変化の関連性が計測可能な装置を開発した．圧力制御，温度制御，タイムラプス撮影まで含めて統合したプログラムで統合している点である．プログラムを統合した関係でプログラムエラーが見つけやすい利点を有しているだけでなく，時間管理が一括して行える点も重要な利点である．自己点検による評価はおおむね順調に進展している．さらに新たに開発した実験システムを使って平滑筋細胞接着面積が１時間で2倍激増する現象を突き止めた．この点は当初予期していない興味深い現象である．平滑筋細胞エクスサイズを行って接着面積が１時間で2倍激増する現象を新たに突き止めた．この平滑筋細胞の接触面積激増現象がどのような力学原理と生理学の観点から考察を行い，接触面積激増現象と培養液pHとの相関について横山教授（東京医科大）から生理学的観点から貴重なコメントをいただいた．
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| 今後の研究の推進方策 |
本研究では，細胞の加減圧と撮影，温度制御を統合した一つのプログラムで行い，正確な時間で細胞の培養環境と形態変化の関連性が計測可能な装置を開発した．自己点検による評価はおおむね順調に進展している．さらに実験システムをコンパクトにできるため装置のサイズを小さくできることも実験しやすくなる点を強調しておきたい．
新たに開発した実験システムを使って平滑筋細胞接着面積が１時間で2倍激増する現象を突き止めた．この現象を力学的観点から考察することを試みる．
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