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がん細胞浸潤機構の解明に向けた多相構造体の力学場解析を実現する3D計測手法の開発

公募研究

研究領域医用画像に基づく計算解剖学の多元化と高度知能化診断・治療への展開
研究課題/領域番号 17H05289
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関熊本大学 (2018)
名古屋大学 (2017)

研究代表者

森田 康之  熊本大学, 大学院先端科学研究部(工), 教授 (90380534)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2018年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2017年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワードがん細胞 / 転移 / 浸潤 / スフェロイド / 力学場 / 細胞外マトリックス / 集団遊走 / 上皮間葉転換 / トランスフォーミング増殖因子 / 機械的性質
研究実績の概要

がん組織のモデルであるがんスフェロイドの内部応力状態に着目し,その時空間的計測に成功した.がんスフェロイド内部には,圧縮応力が作用するものの,その値はスフェロイド内部の場所によってほぼ変化しなかった.また,がんスフェロイド外部の細胞外マトリックスの定量的力学場計測にも成功し,その力学場はスフェロイドを中心とする膨張・収縮場であった.時間の経過とともに,収縮場への収束していったが,非一様性は有したままであった.その収縮場の中でも,高い収縮力により,その細胞外マトリックスを構成するコラーゲン線維束が集まってくる場所においてのみ,がんスフェロイドからの浸潤の成長が顕著にみられた.このように,本申請課題の遂行によりがん組織形成時の多相構造体の力学場解析に成功した.これまでの研究では,がん組織の内部応力を正確に測定した例はみられなかった.本申請課題では,がん組織のモデルとしてのがんスフェロイドの内部応力を定量的に明らかにするとともに,そのスフェロイド周辺の細胞外マトリックスの力学場の定量化も成し遂げた.このように,多相構造体であるがん組織周辺の力学場を連続的に定量測定した例はこれまでになく,その可視化はがん浸潤機構の解明の一助となるものと考えられる.さらに,本申請課題で得られた定量的結果は,がん浸潤機構の物理的要因の一端を示すものである.

現在までの達成度 (段落)

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 1件、 査読あり 5件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 4件)

  • [雑誌論文] tLyP-1-conjuagted core-shell nanoparticles, Fe3O4@mSiO2, for tumor-targeted drug delivery2019

    • 著者名/発表者名
      Y. Morita, R. Sakurai, T. Wakimoto, K. Kobayashi, B. Xu, Y. Toku, G. Song, Q. Luo and Y. Ju
    • 雑誌名

      Applied Surface Science

      巻: 474 ページ: 17-24

    • DOI

      10.1016/j.apsusc.2018.09.205

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] DVC measurement of invasive deformation field of ECM generated by tumor cell induced EMT2018

    • 著者名/発表者名
      Y. Morita, T. Yamauchi, Y. Toku, and Y. Ju
    • 雑誌名

      Proceedings of the 2018 SEM Annual Conference and Exposition on Experimental and Applied Mechanics

      巻: -

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Use of a tendon/ligament cell sheet with mesenchymal stem cells and cyclic stretch stimulus for tendon/ligament tissue restoration2018

    • 著者名/発表者名
      Y. Morita, F. Matsubara, Y. Toku and Y. Ju
    • 雑誌名

      Journal of Mechanical Engineering

      巻: 印刷中

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Optimization of differentiation time of mesenchymal-stem-cell to tenocyte under a cyclic stretching with a microgrooved culture membrane and selected measurement cells2018

    • 著者名/発表者名
      Y. Morita, T. Yamashita, Y. Toku, and Y. Ju
    • 雑誌名

      Acta of Bioengineering and Biomechanics

      巻: 20

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Measurement of 3D deformation field of ECM generated by mesenchymal stem cell using DVC method2017

    • 著者名/発表者名
      Y. Morita, N. Kawase, T. Yamauchi, and Y. Ju
    • 雑誌名

      Proceedings of the SEM Annual 2017: Conference and Exposition on Experimental and Applied Mechanics

      巻: -

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] がん転移における浸潤起点と周辺細胞外基質の変形特性に関する研究2019

    • 著者名/発表者名
      森田康之, 山内崇司, 徳悠葵, 巨陽
    • 学会等名
      日本実験力学会 The 18th Conference on Biomechanics in Niigata
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] DVC measurement of invasive deformation field of ECM generated by cancer cell with/without EMT2018

    • 著者名/発表者名
      Y. Morita
    • 学会等名
      The 2018 Engineering Workshop in Kumamoto
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] DVC measurement of invasive deformation field of ECM generated by tumor cell induced EMT2018

    • 著者名/発表者名
      Y. Morita, T. Yamauchi, Y. Toku, and Y. Ju
    • 学会等名
      The 2018 SEM Annual Conference and Exposition on Experimental and Applied Mechanics
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Use of a tendon/ligament cell sheet with mesenchymal stem cells and cyclic stretch stimulus for tendon/ligament tissue restoration2017

    • 著者名/発表者名
      Y. Morita, F. Matsubara, Y. Toku, and Y. Ju
    • 学会等名
      Malaysia-Japan Joint Symposium on Biomechanics & Medical Engineering 2017: International Conference on Advances in Mechanical Engineering 2017 (ICAME2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Measurement of 3D deformation field of ECM generated by mesenchymal stem cell using DVC method2017

    • 著者名/発表者名
      Y. Morita, N. Kawase, T. Yamauchi, and Y. Ju
    • 学会等名
      SEM Annual 2017: Conference and Exposition on Experimental and Applied Mechanics
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 伸縮刺激を用いた間葉系幹細胞の腱細胞分化における繰り返し周波数の影響に関する研究2017

    • 著者名/発表者名
      平野勇勝, 森田康之, 徳悠葵, 巨陽
    • 学会等名
      日本機械学会第28回バイオフロンティア講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] DVC法を用いたがん細胞スフェロイドの浸潤力学場計測2017

    • 著者名/発表者名
      中野優亮, 森田康之, 山内崇司, 徳悠葵, 巨陽
    • 学会等名
      日本機械学会M&M2017材料力学カンファレンス
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] デジタル画像相関法を用いた伸展下における細胞内力学場計測2017

    • 著者名/発表者名
      梅井航, 森田康之, 徳悠葵, 巨陽
    • 学会等名
      日本機械学会2017年度年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 細胞外基質の弾性率が幹細胞分化時の力学場に与える影響2017

    • 著者名/発表者名
      山本陵介, 森田康之, 徳悠葵, 巨陽
    • 学会等名
      日本機械学会第30回バイオエンジニアリング講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] がん細胞浸潤機構の解明に向けた多相構造体の力学場解析を実現する3D計算手法の開発2017

    • 著者名/発表者名
      森田康之
    • 学会等名
      平成29年度新学術領域研究「多元計算解剖学」シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2019-12-27  

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