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

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23760107
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 機械材料・材料力学
• 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 – 2012
• キーワード: 細胞バイオメカニクス

研究概要

生体内外から生体に作用した力は疾患を誘発する．本研究はそれらの発症メカニズムの解明を目的とし，発症に関与すると指摘される細胞内で応力が分布する様子（細胞内応力分布）を生体内環境と同様の力学環境下での細胞について測定した．これを実現するために新規実験系を開発し，測定された細胞内応力分布ダイナミクスを支配する物理メカニズムとして細胞の物理構造を担う細胞骨格に着目した．その結果，細胞内応力分布が力学環境下で変化する様子はノイズの除去が急務であることが分かった．また，１つの細胞に着目した細胞内応力が力学環境下で変化する様子は十分に観察でき，細胞骨格の切断とともに複数の挙動が観察された．

研究成果

• [雑誌論文] A Miniaturized Shock-wave Device for Mounting on Forceps (2013)
  • 著者名/発表者名: Keiichi Nakagawa, Akira Tsukamoto, Tatsuhiko Arafune, Hongen Liao, Etsuko Kobayashi, Takashi Ushida, Ichiro Sakuma
  • 雑誌名: J. Biomed. Eng. Sci. 巻: 8 ページ: 17-26
• [雑誌論文] Development of an expansion wave generator for shock wave therapy (2012)
  • 著者名/発表者名: Ryo Tachikawa, Akira Tsukamoto, Keiichi Nakagawa, Tatsuhiko Arafune, Hongen Liao, Etsuko Kobayashi, Takashi Ushida, Ichiro Sakuma
  • 雑誌名: Advanced Biomedical Engineering 巻: 1 ページ: 68-73
• [学会発表] 衝撃波照射による細胞骨格牽引力変化の観察 (2014)
  • 著者名/発表者名: 塚本哲,中川桂一,太刀川遼,廖洪恩,小林英津子,多田茂,牛田多加志,佐久間一郎
  • 学会等名: 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(第26回バイオエンジニアリング講演会講演論文集,37-38)
  • 年月日: 20140100
• [学会発表] 繰返し引張刺激を与えた血管内皮細胞におけるミトコンドリア形態変化 (2014)
  • 著者名/発表者名: 新村理,塚本哲,濱田剛,牛田多加志,多田茂
  • 学会等名: 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(第26回バイオエンジニアリング講演会講演論文集,131-132)
  • 年月日: 20140100
• [学会発表] 低弾性率基質上で培養された血管内皮細胞の周期的引張刺激に対する形態変化 (2014)
  • 著者名/発表者名: 田中康裕,塚本哲,古川克子,牛田多加志
  • 学会等名: 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(第26回バイオエンジニアリング講演会講演論文集,153-154)
  • 年月日: 20140100
• [学会発表] 力学受容細胞と隣接細胞でのCa^<2+>動態比較 (2013)
  • 著者名/発表者名: 塚本哲,多田茂,牛田多加志
  • 学会等名: 日本機械学会2013年度年次大会
  • 発表場所: 岡山大学(日本機械学会2013年度年次大会要旨集,2013 (CD-ROM))
  • 年月日: 20130900
• [学会発表] High Efficient Time Lapse Imaging System for Cyclic Stretched Cells (2013)
  • 著者名/発表者名: Aya Shinmura, Akira Tsukamoto, Takashi Ushida, Shigeru Tada
  • 学会等名: 35th Annual International IEEE EMBS Conference
  • 発表場所: Osaka, Japan(2013 IEEE EMBC Short Papers No. 3390)
  • 年月日: 20130700
• [学会発表] 衝撃波照射を受ける培養細胞の顕微鏡下リアルタイム観察 (2013)
  • 著者名/発表者名: 塚本哲,中川桂一,太刀川遼,荒船龍彦,廖洪恩,小林英津子,多田茂,牛田多加志,佐久間一郎
  • 学会等名: 平成24年度衝撃波シンポジウム
  • 発表場所: 北九州国際会議場(平成24年度衝撃波シンポジウム講演論文集,291-292)
  • 年月日: 20130300
• [学会発表] 引張刺激が細胞集団で惹起する細胞内Ca^<2+>上昇の開始点観察 (2013)
  • 著者名/発表者名: 塚本哲,小原陽介,牛田多加志,多田茂
  • 学会等名: 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(第25回バイオエンジニアリング講演会講演論文集,447-448)
  • 年月日: 20130100
• [学会発表] 医用衝撃波が細胞3次元培養体で惹起する細胞内Ca^<2+>上昇 (2013)
  • 著者名/発表者名: 垣野内壮一郎,塚本哲,中川桂一,太刀川遼,荒船龍彦,廖洪恩,小林英津子,佐久間一郎,牛田多加志,多田茂
  • 学会等名: 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(第25回バイオエンジニアリング講演会講演論文集,89-90)
  • 年月日: 20130100
• [学会発表] 医用衝撃波照射が惹起する細胞内Ca^<2+>濃度変化 (2012)
  • 著者名/発表者名: 塚本哲,中川桂一,荒船龍彦,廖洪恩,小林英津子,佐久間一郎,牛田多加志,多田茂
  • 学会等名: 第51回日本生体医工学会大会
  • 発表場所: 福岡国際会議場(生体医工学,50 (Suppl. 1))
  • 年月日: 20120500
• [学会発表] Subcellular distributions of traction forces in HUVECs under uniaxial stretch (2011)
  • 著者名/発表者名: Akira Tsukamoto, Takashi Ushida, Shigeru Tada
  • 学会等名: The American Society for Cell Biology 51th Annual Meeting
  • 発表場所: Denver, Colorado, USA(Mol Biol Cell 22 (2011))
  • 年月日: 20111200
• [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(日本機械学会2011年度年次大会要旨集,2011 (CD-ROM))
  • 年月日: 20110900
• [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: 九州業大学(M&M2011材料力学カンファレンス要旨集(CD-R))
  • 年月日: 20110700
• [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(生体医工学,49 (Suppl. 1))
  • 年月日: 20110400
• [備考]
  • URL: http://cmwww12.nda.ac.jp/cc/biomed/