凍結手術と凍結保存への適用を目指した成熟神経細胞の凍結に関わる基礎的特性

• 研究課題/領域番号: 24360083
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 一部基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 熱工学
• 研究機関: 九州工業大学
• 研究代表者: 石黒 博 九州工業大学, 生命体工学研究科(研究院), 教授 (30176177)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 18,720千円 (直接経費: 14,400千円、間接経費: 4,320千円); 2014年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2013年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2012年度: 9,880千円 (直接経費: 7,600千円、間接経費: 2,280千円)
• キーワード: 熱工学 / 生体熱工学 / 凍結手術 / 凍結保存 / 成熟神経細胞 / 凍結融解挙動 / 生存性 / 形態変化 / 凍結・融解挙動

研究成果の概要

凍結手術と凍結保存への適用を目指し、特徴的な形態を有する神経突起を有する成熟神経細胞に対して、凍結・融解過程のミクロ挙動、凍結・融解後の細胞の形態変化と生存性を調べた。特に、凍結・融解後に、神経突起の数珠状化と短小化が起こることを見出し、凍結条件に対するその特性を明らかにした。さらに、凍結保護物質の添加により、当該形態変化が大幅に低減すると共に、生存性が大幅に向上することを定量的に明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Freezing behavior of adherent neuron-like cells and morphological change and viability of post-thaw cells (2015)
  • 著者名/発表者名: UEMURA and ISHIGURO
  • 雑誌名: Cryobiology 巻: Vol. 70, No. 2 ページ: 122-135
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 高温ストレスに曝された付着培養細胞の挙動と特徴的な形態変化 （デジタルホログラフィー顕微鏡による時系列計測） (2015)
  • 著者名/発表者名: 石黒 博，他3名
  • 雑誌名: 第52回日本伝熱シンポジウム講演論文集 巻: CD-ROM
  • 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 高温ストレスに曝された付着培養細胞の特徴的な形態変化の定量的特性 （デジタルホログラフィー顕微鏡による時系列計測） (2015)
  • 著者名/発表者名: 石黒 博，他3名
  • 雑誌名: 第52回日本伝熱シンポジウム講演論文集 巻: CD-ROM
  • 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Slow-freezing Injuryによる細胞死滅の数学的モデル化の提案 （最低到達温度に対する生存曲線の反応速度論的モデルの展開） (2014)
  • 著者名/発表者名: 石黒 博，野澤正和
  • 雑誌名: 低温生物工学会誌 巻: 60巻1号 ページ: 47-52
  • NAID: 110009810733
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 基質に付着した神経様細胞の凍結・融解後の形態変化と生存性に対する 凍結保護物質の影響 (2014)
  • 著者名/発表者名: 植村 真，石黒 博
  • 雑誌名: 第51回日本伝熱シンポジウム講演論文集 巻: CD-ROM
  • 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Slow-freezing Injuryによる細胞死滅の反応速度論的モデルの展開 （最低到達温度に対する生存曲線のグリセロール濃度依存性） (2014)
  • 著者名/発表者名: 石黒 博，野澤正和
  • 雑誌名: 第51回日本伝熱シンポジウム講演論文集 巻: CD-ROM
  • 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 培養細胞の移動・形態特性に対する高温ストレスの影響 （デジタルホログラフィー顕微鏡による時系列計測） (2014)
  • 著者名/発表者名: 石黒 博，他4名
  • 雑誌名: 第51回日本伝熱シンポジウム講演論文集 巻: CD-ROM
  • 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 基質に付着した分化型PC12 細胞の凍結・融解特性と生存性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 植村 真、石黒 博
  • 雑誌名: 日本機械学会論文集 巻: 79巻808号B編 ページ: 2786-2797
  • NAID: 130003386387
  • 査読あり
• [雑誌論文] 分化型PC12細胞の凍結・融解後の形態変化と浸透圧ストレスの関連性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 植村 真，石黒 博
  • 雑誌名: 第50回日本伝熱シンポジウム講演論文集 巻: Vol.2 ページ: 452-453
• [雑誌論文] 細胞外凍結による細胞死滅の反応速度論的モデルの一般性 （冷却速度の無次元変数と相似変数の提示） (2013)
  • 著者名/発表者名: 石黒 博，野澤正和
  • 雑誌名: 第50回日本伝熱シンポジウム講演論文集 巻: Vol.2 ページ: 454-455
• [雑誌論文] 最低到達温度に対するSlow-freezing Injuryによる細胞死滅の 反応速度論的モデルの展開 (2013)
  • 著者名/発表者名: 石黒 博，野澤正和
  • 雑誌名: 第50回日本伝熱シンポジウム講演論文集 巻: Vol.2 ページ: 456-457
• [雑誌論文] 高温ストレス下における細胞の時系列形態変化特性 （デジタルホログラフィー顕微鏡による実時間三次元的計測） (2013)
  • 著者名/発表者名: 石黒 博，他4名
  • 雑誌名: 日本機械学会2013年度年次大会DVD-ROM論文集 巻: No.13-1
• [雑誌論文] Proposal of Reaction Kinetic Model for Cell Death due to Extracellular Freezing based on Two-Factor Hypothesis (2013)
  • 著者名/発表者名: ISHIGURO and NOZAWA
  • 雑誌名: Cryobiology 巻: Vol.67 No.3 ページ: 435-435
  • 査読あり
• [雑誌論文] 未分化細胞の増殖を伴う分化の反応速度論的定式化による数学モデルの提案とその神経細胞への適用 (2012)
  • 著者名/発表者名: 植村真、石黒 博
  • 雑誌名: 日本機械学会論文集 巻: 78巻790号B編 ページ: 1279-1291
  • NAID: 130002050778
  • 査読あり
• [雑誌論文] 細胞外凍結による細胞死滅の数学的モデル化と予測(二因子仮説に基づく反応速度論的モデルの展開) (2012)
  • 著者名/発表者名: 石黒博,野澤正和
  • 雑誌名: 低温生物工学会誌 巻: 58巻2号 ページ: 159-164
  • NAID: 110009612930
  • 査読あり
• [雑誌論文] Proposal of Reaction Kinetic Model for Cell Differentiation with Cell Growth (2012)
  • 著者名/発表者名: UEMURA and ISHIGURO
  • 雑誌名: Proc. of 2012Summer Bioengineering Conference
  • NAID: 130005019336
  • 査読あり
• [雑誌論文] 分化型PC12細胞の凍結・融解後の形態変化 (2012)
  • 著者名/発表者名: 植村 真,石黒 博
  • 雑誌名: 日本機械学会2012年度年次大会DVD-ROM論文集 巻: No.12-1
• [雑誌論文] 二因子仮説に基づく細胞外凍結による細胞死滅の反応速度論的モデル化 (2012)
  • 著者名/発表者名: 石黒博,野澤正和
  • 雑誌名: 日本機械学会2012年度年次大会DVD-ROM論文集 巻: No.12-1
• [雑誌論文] 細胞外凍結による細胞死滅の数学的モデル化と予測 (二因子仮説に基づく反応速度論的モデルの展開) (2012)
  • 著者名/発表者名: 石黒博,野澤正和
  • 雑誌名: 第57回低温生物工学会セミナー及び年会講演要旨集 ページ: 10-10
  • NAID: 110009612930
• [雑誌論文] 細胞外凍結による細胞の損傷・死滅の数学モデルの提案と生存曲線の予測 反応速度論的モデル化の展開) (2012)
  • 著者名/発表者名: 石黒 博,野澤正和
  • 雑誌名: 第49回日本伝熱シンポジウム講演論文集 巻: 1 ページ: 23-24
• [学会発表] Freezing Behavior and Mechanisms of Injury of Cells and Tissues (細胞・組織の凍結挙動と損傷の機序) (2014)
  • 著者名/発表者名: 石黒 博
  • 学会等名: 第41回日本低温医学会総会（日本低温医学会認定 第5回凍結手術認定医講習会）
  • 発表場所: 名古屋大学（名古屋市）
  • 年月日: 2014-11-13 – 2014-11-14
  • 招待講演
• [学会発表] 基質に付着した神経様細胞の凍結・融解後の形態変化と生存性に対する DMSOの効果 (2014)
  • 著者名/発表者名: 植村 真、石黒 博
  • 学会等名: 第59 回 低温生物工学会セミナー及び年会
  • 発表場所: 九州大学（福岡市）
  • 年月日: 2014-06-28 – 2014-06-29
• [学会発表] Slow-freezing Injuryによる細胞死滅の数学的モデル化の提案 （最低到達温度に対する生存曲線の反応速度論的モデルの展開） (2013)
  • 著者名/発表者名: 石黒 博，野澤正和
  • 学会等名: 第58回低温生物工学会セミナー及び年会
  • 発表場所: 関西大学（大阪府吹田市）
• [学会発表] Proposal of Reaction Kinetic Model for Cell Death due to Extracellular Freezing based on Two-Factor Hypothesis (2013)
  • 著者名/発表者名: ISHIGURO and NOZAWA
  • 学会等名: 50th Annual Meeting of Society for Cryobiology
  • 発表場所: ベセスダ,メリランド（米国）
• [学会発表] Freezing Behavior and Mechanisms of Injury of Cells and Tissues (細胞・組織の凍結挙動と損傷の機序) (2013)
  • 著者名/発表者名: 石黒 博
  • 学会等名: 第40回日本低温医学会総会
  • 発表場所: 今池ガスビル（名古屋市）
  • 招待講演
• [学会発表] Freezing Behavior and Mechanisms of Injury of Cells and Tissues (細胞・組織の凍結挙動と損傷の機序) (2012)
  • 著者名/発表者名: 石黒博
  • 学会等名: 第39回日本低温医学会総会 (日本低温医学会認定 第3回凍結手術認定医講習会)
  • 発表場所: 東京・イイノコンファレンスセンタ
  • 年月日: 2012-11-22