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革新的生体ナノイメージング技術による繊毛疾患の分子機構解明

公募研究

研究領域ナノメディシン分子科学
研究課題/領域番号 24107504
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
研究機関愛知教育大学 (2013)
東北大学 (2012)

研究代表者

上野 裕則  愛知教育大学, 教育学部, 講師 (70518240)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2014-03-31
研究課題ステータス 完了 (2013年度)
配分額 *注記
7,020千円 (直接経費: 5,400千円、間接経費: 1,620千円)
2013年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2012年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
キーワード気管 / 繊毛 / 高精度イメージング / クライオ電子線トモグラフィー法 / 繊毛・鞭毛 / イメージング / 分子モーター / ナノ粒子
研究概要

真核生物の繊毛・鞭毛は、気管や精子をはじめ、様々な組織・器官に存在している。そのため、繊毛運動の異常は様々な疾患に関わる。本研究課題は、主に気管の繊毛運動に焦点をあて、ナノスケールの蛍光粒子を用い、マウス気管組織の繊毛運動(波形、振幅、周波数)の定量化を行うと同時に、気管内腔組織表面の流体を高精度(7-9nmの空間分解能)で解析する系を確立した。さらに、クライオ電子線トモグラフィー法により繊毛内部の3次元構造を明らかにすることにも成功した。今年度は主に病気や疾患を持ったモデルマウスを作成し、昨年開発した同様の系で解析を行う。このデータを基に健常マウスから得られたデータとの比較を行い、疾患のプロセスを解明しようと考えた。これは、健常マウスの繊毛運動を定量化した数値データを基に、疾患による繊毛運動の破綻のプロセスを数値で導き出す。このことは、将来的に疾患の分子機構解明や病気の診断にも応用できるものと期待している。具体的には、慶応義塾大学との共同研究により、リポ多糖(LPS)をマウス気管に噴霧し、短期間で気管支炎モデルマウスを作成することに成功した。LPS噴霧後3日目のマウスで、繊毛細胞の数が大きく減少することが分かり、さらに、LPS噴霧後7日目の気管支炎マウスでは、繊毛を持った細胞数は回復するものの繊毛の長さが短くなる事が確認された。また、大阪大学との共同研究により、繊毛の構成分子を欠損したノックアウトマウスを作成することに成功し、気管繊毛運動の解析や繊毛内3次元構造解析を行う事に成功した。

現在までの達成度 (区分)
理由

25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

25年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2013 実績報告書
  • 2012 実績報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2014 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (8件) (うち招待講演 2件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Separation of cancer cells from a red blood cell suspension using inertial force2012

    • 著者名/発表者名
      T.Tanaka
    • 雑誌名

      Lab on a Chip

      巻: 12 号: 21 ページ: 4336-4343

    • DOI

      10.1039/c2lc40354d

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mouse respiratory cilia with the asymmetric axonemal structure on sparsely distributed ciliary cells can generate overall directional flow2012

    • 著者名/発表者名
      Hironori Ueno, et al
    • 雑誌名

      Nanomedicine : Nanotechnology, Biology, and Medicine

      巻: (未定)(In press) 号: 7 ページ: 1081-1087

    • DOI

      10.1016/j.nano.2012.01.004

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 気管繊毛ダイニンの軸糸内における構造変化2014

    • 著者名/発表者名
      上野裕則
    • 学会等名
      日本機械学会 第26回 バイオエンジニアリング講演会
    • 発表場所
      東北大学 片平キャンパス(宮城県仙台市青葉区)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Nano-imaging of ciliary motion and structure with light and electron microscopy2013

    • 著者名/発表者名
      Hironori Ueno, Takuji Ishikawa, Khanh Huy Bui, Kohsuke Gonda, Takashi Ishikawa, Takami Yamaguchi
    • 学会等名
      Japan-Taiwan Nanomedicine Symposium
    • 発表場所
      Taipei, Taiwan
    • 年月日
      2013-01-13
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 気道上皮の繊毛細胞が作り出す流れの計測2013

    • 著者名/発表者名
      清田浩毅、上野裕則、石川拓司、沼山恵子、今井陽介、 大森俊宏、山口隆美
    • 学会等名
      日本機械学会 第25回バイオエンジニアリング講演会
    • 発表場所
      産業技術総合研究所つくばセンター、日本
    • 年月日
      2013-01-09
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] クライオ電子線トモグラフィー法による気管繊毛の3次元構造解析2013

    • 著者名/発表者名
      上野裕則、ブイフイ、石川尚、石川拓司、山口隆美
    • 学会等名
      日本顕微鏡学会 第69回 学術講演会
    • 発表場所
      ホテル阪急エキスポパーク(大阪府吹田市)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Nano-imaging of ciliary motion and structure by light and electron microscopy2013

    • 著者名/発表者名
      Hironori Ueno, Takuji Ishikawa, Khanh Huy Bui, Kohsuke Gonda, Takami Yamaguchi, Takashi Ishikawa
    • 学会等名
      ナノメディシン分子科学国際シンポジウム
    • 発表場所
      東京大学 本郷キャンパス 山上会館(東京都文京区)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Ciliary motion and the three dimensional structure of mouse respiratory cilia2013

    • 著者名/発表者名
      上野裕則
    • 学会等名
      第51回 日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      国立京都国際会館(京都府京都市左京区)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Measurement of ciliary flow generated on the surface of tracheal lumen2012

    • 著者名/発表者名
      Koki KIYOTA, Hironori UENO, Takuji ISHIKAWA, Keiko NUMAYAMA, Yohsuke IMAI, Toshihiro OMORI and Takami YAMAGUCHI
    • 学会等名
      65th Annual Meeting of the APS Division of Fluid Dynamics
    • 発表場所
      San Diego, California, USA
    • 年月日
      2012-11-18
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] マウス気管繊毛の運動と外腕ダイニンの構造変化2012

    • 著者名/発表者名
      上野裕則、石川拓司、Khanh Huy Bui、権田幸祐、石川尚、山口隆美
    • 学会等名
      第4回 繊毛研究会
    • 発表場所
      東京大学
    • 年月日
      2012-06-08
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [図書] Visualization and Simulation of Complex Flows in Biomedical Engineering2013

    • 著者名/発表者名
      Flow on the Surface of the Tracheal Lumen by Ciliary Motion of Asymmetric Axonemal Structures
    • 総ページ数
      240
    • 出版者
      Springer
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [備考] 愛知教育大学 研究者総覧

    • URL

      http://souran.aichi-edu.ac.jp/profile/ja.aMjxJpSqPncT7QTNV7XELA==.html

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書

URL: 

公開日: 2013-05-15   更新日: 2019-07-29  

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