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細胞磁気計測の原理は、細胞に磁性粒子を導入し、これを磁化し細胞から磁界を発生させ、この細胞磁界を計測するというものである。磁性粒子は細胞内の食胞に存在するから、細胞磁気計測は食胞の運動の測定となる。磁化後、細胞磁界は緩和する。これは、食胞の方向をランダムにする細胞内の力によるものである。従って緩和の測定によって、食胞を動かすエネルギーや周囲の粘性などの測定ができる。本研究では、粘性の他に弾性も加えて、粘性要素と粘弾性要素が直列に接続された数理モデルを作った。このモデルを駆動する力は、ランダムな細胞内運動と外部から磁界によって食胞に与える回転力である。まず確率微分方程式で表せるこのモデルの性質を詳しく調べ、上記の緩和実験の他に、磁性粒子の磁化後、粒子の磁化に直接影響を与えない程度の大きさの磁界で食胞をゆっくり回転させ、その後その回転が弾性によってある程度もとに戻る様子を、細胞磁界測定によって測定する方法を開発した。これを用いて測定した結果をモデルによって解析し、モデルに含まれる2つの粘性要素、1つの弾性要素のパラメータ推定を行った。また、コルヒチンやサイトカラシンなど、細胞骨格に影響を与える薬品を用いてこの実験をすることにより、これらの力学的な要素に微小繊維、微小管などの細胞骨格がどのように寄与しているのか研究した。この結果、微小繊維と微小管を破壊したときに緩和曲線も粘弾性による反発も最も大きな影響を受けること、中間径繊維を破壊してもほとんど影響を受けないこと、単独の繊維としては微小繊維が緩和の発現にも外力に対する弾性に対しても最も大きな働きをしていることが分かった。
光学的な測定に関しては、実験技術の習得に時間がかかったことと、繊維構造の大きさが顕微鏡の分解能を大きく超えることから、微小繊維が細胞磁気計測から得られた結果を裏打ちするという段階にはまだ達していない。
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