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2011 年度 実施状況報告書

生理学的外力作用下での細胞内応力分布のダイナミクス

研究課題

研究課題/領域番号 23760107
研究機関防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工

研究代表者

塚本 哲  防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工, 応用科学群, 助教 (90511460)

研究期間 (年度) 2011-04-28 – 2013-03-31
キーワード細胞バイオメカニクス
研究概要

本研究では,力が誘発する疾患の発症メカニズムを解明することを目的として,発症に関与すると指摘される細胞内応力分布を,生体内の力学環境を模擬した応力作用下で測定する.その中でも,平成24年度は測定に必要な新規実験系の開発を進めた.当初の予定では細胞を播種するゲルとしてゼラチンゲルを,細胞に応力作用を与える環境温度として室温を予定していたが,開発を進める中で下記に示す問題点が判明した.具体的には,細胞をゼラチンゲルに播種した場合,細胞を剥離させる操作に大きな困難を伴うことが分かった.この困難さは,研究を予定通り遂行させることに対しても支障となることが予想された.また,細胞に応力作用を与える環境温度として室温を用いた場合,その後に得た知識に依れば,細胞の力学構造を担う細胞骨格が物理的な性質そのものを変化させてしまうことが分かった.室温は昼夜,季節による変動が大きく,再現性が高い実験結果を得ることに対して支障となることが予想された.これらの問題点を解消させて新規実験系の開発を完成させるため,以下のような計画変更を行うこととした.具体的には,ゼラチンゲルの代わりにポリアクリルドゲルを用いることとした.このことにより,細胞を剥離させる操作に薬剤剥離が可能になり,操作の困難さが解消される.この代替法については,現在も方法の確立を進めているところである.また,環境温度として室温の代わりに生理的温度である37℃を用いることとした.そのために,新たに小型細胞培養機の選定を進め,早期に購入することを現在予定している.一方で,ゼラチンゲルを用いないことを考慮し,当初購入を予定していた微量液体吐出装置(マイクロシリンジ関連装置一式)については購入を中止した.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

平成24年度は新規実験系を開発することを予定していたが,幾つか散見された支障を解消するため,やや遅れが生じた.

今後の研究の推進方策

ゼラチンゲルの代わりにポリアクリルドゲルを用いる.このことにより,細胞を剥離させる操作に薬剤剥離が可能になり,操作の困難さが解消される.この代替法については,現在も方法の確立を進めているところである.また,環境温度として室温の代わりに生理的温度である37℃を用いる.

次年度の研究費の使用計画

新たに小型細胞培養機の選定を進め,早期に購入することを現在予定している.一方で,ゼラチンゲルを用いないことを考慮し,当初購入を予定していた微量液体吐出装置(マイクロシリンジ関連装置一式)については購入を中止した.

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2012 2011

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (4件)

  • [雑誌論文] High Time Resolution Time-lapse Imaging Reveals Continuous Existence and Rotation of Stress Fibers under Cyclic Stretch in HUVEC2012

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Mitsuoka, Akira Tsukamoto, Shunsuke Iwayoshi, Katsuko S. Furukawa and Takashi Ushida
    • 雑誌名

      Journal of Biomechanical Science and Engineering

      巻: 7 ページ: 188-198

    • DOI

      10.1299/jbse.7.188

    • 査読あり
  • [学会発表] 細胞分裂に必要な外力の実測2011

    • 著者名/発表者名
      塚本哲,清水一篤,多田茂
    • 学会等名
      日本機械学会2011年度年次大会
    • 発表場所
      東京工業大学(東京都)
    • 年月日
      2011年9月13日
  • [学会発表] ソフトマテリアルに播種された細胞の伸展に対する適合性2011

    • 著者名/発表者名
      塚本哲,満岡友祐,牛田多加志,多田茂
    • 学会等名
      日本機械学会M&M2011材料力学カンファレンス
    • 発表場所
      九州工業大学(福岡県)
    • 年月日
      2011年7月18日
  • [学会発表] 弾性ゲル上で培養した単一細胞の増殖2011

    • 著者名/発表者名
      塚本哲,清水一篤,牛田多加志,多田茂
    • 学会等名
      第50回日本生体医工学会大会
    • 発表場所
      東京電機大学(東京都)
    • 年月日
      2011年4月30日
  • [学会発表] Subcellular distributions of traction forces in HUVECs under uniaxial stretch2011

    • 著者名/発表者名
      Akira Tsukamoto, Tadashi Ushida, Shigeru Tada
    • 学会等名
      The American Society for Cell Biology 51th Annual Meeting
    • 発表場所
      Denver, Colorado
    • 年月日
      2011年12月6日

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公開日: 2013-07-10  

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