• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2015 年度 実績報告書

細胞機能応答の均一化とその医工学的応用

研究課題

研究課題/領域番号 25242039
研究機関東北大学

研究代表者

佐藤 正明  東北大学, 学際科学フロンティア研究所, 総長特命教授 (30111371)

研究分担者 出口 真次  名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (30379713)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
キーワードバイオメカニクス / メカノバイオロジー / マイクロパターン / 細胞内情報伝達 / バイオイメージング
研究実績の概要

細胞が置かれる力学的環境を均一化することを目的として、本研究では様々なマイクロパターニング法(細胞形態を人為的に規定)を開発してきた。本年度に開発した方法においては、赤外線を吸収する薄膜に対し赤外線レーザーを照射して融解し、微小な孔を形成した。別途、細胞培養用ガラスボトムディッシュにシリコーンコートを施し、その上側に上記のレーザー加工した孔付き薄膜を密着させたうえで酸素プラズマ処理を行った。孔付き薄膜は、酸素プラズマの照射を遮断するマスクとして作用するために、孔と同一形状の親水化領域を作製することができる。この後に機能性分子であるPluronic溶液に浸すことにより、マスクで遮断されて疎水性を保つシリコーンを親水化しつつ、タンパク質への付着を阻害した。一方、酸素プラズマ照射により親水化された領域にはゼラチンをコートして細胞の接着性を向上させた。このように表面処理を施した基質に細胞を播種し、細胞がマスク中の孔と同形状の領域に選択的に接着することを確認した。また、この酸素プラズマ法と、前年度までに開発した細胞収縮力評価法を組み合わせて、細胞の力学環境を均一にしたまま、その細胞が発生する収縮力を評価できる新しい系を作った。本方法は透明度と屈折率に優れた材料を用いており、バイオイメージングと併用することができる。従って、力学環境を統一したうえで細胞の発生力と細胞内情報伝達との相関を調べることが可能となった。その他に、上記の細胞収縮力を評価する際に必須となるシリコーン材料の力学特性および光学特性を計測し、力学系の国際誌において論文発表を行った。また前年度に取り組んだ細胞微小伸展装置の技術開発について成果をまとめて、応用物理学系の国際誌において論文発表を行った。

現在までの達成度 (段落)

27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

27年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (31件)

すべて 2016 2015 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (25件) (うち国際学会 8件、 招待講演 4件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Viscoelastic and optical properties of four different PDMS polymers2015

    • 著者名/発表者名
      Deguchi, S., Hotta, J., Yokoyama, S., Matsui, T.S.
    • 雑誌名

      Journal of Micromechanics and Microengineering

      巻: 25 ページ: 097002

    • DOI

      10.1088/0960-1317/25/9/097002

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Low-power laser processing-based approach to plasma lithography for cell micro patterning2015

    • 著者名/発表者名
      Yokoyama, S., Kamei, Y., Matsui, T.S., Deguchi, S.
    • 雑誌名

      Journal of Bioanalysis and Biomedicine

      巻: 7(3) ページ: 81-86

    • DOI

      10.4172/1948-593X.1000128

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Piezoelectric actuator-based cell microstretch device with real-time imaging capability2015

    • 著者名/発表者名
      Deguchi, S., Kudo, S., Matsui, T.S., Huang, W., Sato, M.
    • 雑誌名

      AIP Advances

      巻: 5(6) ページ: 067110

    • DOI

      10.1063/1.4922220

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Rho-guanine nucleotide exchange factors involved in cyclic stretch-induced reorientation of vascular endothelial cells2015

    • 著者名/発表者名
      Abiko, H., Fujiwara,S., Ohashi,K., Hiatari,R., Mashiko,T., Sakamoto, N., Sato, M., Mizuno, K.
    • 雑誌名

      Journal of Cell Science

      巻: 128 ページ: 1683-1695

    • DOI

      10.1242/jcs.157503

    • 査読あり
  • [学会発表] 細胞が発生する力の評価2016

    • 著者名/発表者名
      出口真次
    • 学会等名
      名市大・医・Department seminar
    • 発表場所
      名古屋市立大学
    • 年月日
      2016-01-25 – 2016-01-25
    • 招待講演
  • [学会発表] 負荷依存的な非筋アクトミオシン束の動態2016

    • 著者名/発表者名
      松井翼、池田智哉、出口真次
    • 学会等名
      日本機械学会第28回バイオエンジニアリング講演会
    • 発表場所
      東京工業大学
    • 年月日
      2016-01-09 – 2016-01-10
  • [学会発表] アクチン結合タンパク質の動態に関する研究2016

    • 著者名/発表者名
      石川晃大、松井翼、出口真次
    • 学会等名
      日本機械学会第28回バイオエンジニアリング講演会
    • 発表場所
      東京工業大学
    • 年月日
      2016-01-09 – 2016-01-10
  • [学会発表] 焦点接着斑の微細構造に関する研究2016

    • 著者名/発表者名
      大石泰己、松井翼、今村道博、出口真次
    • 学会等名
      日本機械学会第28回バイオエンジニアリング講演会
    • 発表場所
      東京工業大学
    • 年月日
      2016-01-09 – 2016-01-10
  • [学会発表] 2.5次元細胞外基質上における細胞-基質間接着の動態2016

    • 著者名/発表者名
      出口真次、横山奨、松井翼、荒木智彦
    • 学会等名
      日本機械学会第28回バイオエンジニアリング講演会
    • 発表場所
      東京工業大学
    • 年月日
      2016-01-09 – 2016-01-10
  • [学会発表] 静水圧負荷による一過性のERK 活性を介した血管新生の促進2016

    • 著者名/発表者名
      吉野 大輔,船本 健一,佐藤 正明,Lim C. T.
    • 学会等名
      日本機械学会第28回バイオエンジニアリング講演会
    • 発表場所
      東京工業大学
    • 年月日
      2016-01-09 – 2016-01-10
  • [学会発表] 物理学は張力ホメオスタシスのメカニズムを解けるか2016

    • 著者名/発表者名
      出口真次
    • 学会等名
      基生研研究会「物理学は生物現象の謎を解けるか」
    • 発表場所
      岡崎基礎生物学研究所
    • 年月日
      2016-01-05 – 2016-01-06
    • 招待講演
  • [学会発表] 2.5次元基質上における細胞接着のダイナミクスと力の関係2015

    • 著者名/発表者名
      出口真次、横山奨、松井翼、荒木智彦、大石泰己
    • 学会等名
      第38回日本分子生物学会年会・第88回日本生化学会大会合同大会
    • 発表場所
      神戸ポートアイランド
    • 年月日
      2015-12-01 – 2015-12-04
  • [学会発表] Rho-GEF Solo による細胞骨格の制御と力覚応答における機能2015

    • 著者名/発表者名
      藤原佐知子、安彦日和、大橋一正、増子寿弥、近藤洋志、佐藤正明、水野健作
    • 学会等名
      第38回日本分子生物学会年会・第88回日本生化学会大会合同大会
    • 発表場所
      神戸ポートアイランド
    • 年月日
      2015-12-01 – 2015-12-04
  • [学会発表] 細胞が発生する力(≒元気度)を見える化2015

    • 著者名/発表者名
      出口真次
    • 学会等名
      第3回生きた再生医療用材料の開発研究会(招待講演)
    • 発表場所
      愛知県青年会館
    • 年月日
      2015-11-26 – 2015-11-26
    • 招待講演
  • [学会発表] Characterizing the biophysical properties of individual actin stress fibers2015

    • 著者名/発表者名
      Deguchi, S., Matsui, T.S.
    • 学会等名
      2015 International Symposium on Micro-NanoMechatronics and Human Science
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      2015-11-23 – 2015-11-25
    • 国際学会
  • [学会発表] The effect of substrate curvature on myosin-based frictional slip and elongation of focal adhesions2015

    • 著者名/発表者名
      Araki, T., Yokoyama, S., Matsui, T.S., Ohishi, T., Kato, K., Deguchi, S.
    • 学会等名
      2015 BMES Annual Meeting
    • 発表場所
      米国・Tampa Convention Center
    • 年月日
      2015-10-07 – 2015-10-10
    • 国際学会
  • [学会発表] New cellular traction force microscopy reveals the effect of substrate curvature on focal adhesion dynamics2015

    • 著者名/発表者名
      Deguchi, S., Yokoyama, S., Matsui, T.S., Kato, K., Araki, T., Ohishi, T.
    • 学会等名
      ATEM'15: International Conference on Advanced Technology in Experimental Mechanics 2015
    • 発表場所
      ロジワールホテル豊橋
    • 年月日
      2015-10-04 – 2015-10-08
    • 国際学会
  • [学会発表] Characterizing the contractile properties of individual actin stress fibers2015

    • 著者名/発表者名
      Matsui, T.S., Deguchi, S.
    • 学会等名
      ATEM'15: International Conference on Advanced Technology in Experimental Mechanics 2015
    • 発表場所
      ロジワールホテル豊橋
    • 年月日
      2015-10-04 – 2015-10-08
    • 国際学会
  • [学会発表] Roles of nonmuscle myosin II in contractile force generation2015

    • 著者名/発表者名
      Deguchi, S., Yokoyama, S., Matsui, T.S., Kato, K.
    • 学会等名
      8th Asian-Pacific Conference on Biomechanics
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2015-09-16 – 2015-09-19
    • 国際学会
  • [学会発表] Revealing the dynamics and molecular regulation of actomyosin bundles2015

    • 著者名/発表者名
      Matsui, T.S., Deguchi, S.
    • 学会等名
      8th Asian-Pacific Conference on Biomechanics
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2015-09-16 – 2015-09-19
    • 国際学会
  • [学会発表] 細胞収縮能評価方法の開発とその応用2015

    • 著者名/発表者名
      横山奨、松井翼、加藤輝、荒木智彦、出口真次
    • 学会等名
      日本機械学会2015年度年次大会
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2015-09-13 – 2015-09-16
  • [学会発表] Dynamics of nonmuscle myosin molecules in actin stress fibers2015

    • 著者名/発表者名
      松井翼、池田智哉、出口真次
    • 学会等名
      第53回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      金沢大学
    • 年月日
      2015-09-13 – 2015-09-15
  • [学会発表] 細胞収縮力の可視化に基づく非筋II型ミオシンの解析2015

    • 著者名/発表者名
      出口真次、横山奨、松井翼、加藤輝
    • 学会等名
      第67回日本細胞生物学会大会
    • 発表場所
      タワーホール船堀
    • 年月日
      2015-06-29 – 2015-07-02
  • [学会発表] Role of nonmuscle myosin regulatory light chain phosphorylation in contractile force generation2015

    • 著者名/発表者名
      Deguchi, S., Yokoyama, S., Matsui, T.S., Kato, K., Araki, T., Ohishi, T., Kuragano, M., Takahashi, M.
    • 学会等名
      15th International Congress of Biorheology
    • 発表場所
      韓国・高麗大学
    • 年月日
      2015-05-24 – 2015-05-28
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] SDF-1/CXCR4 axis and MAPK signaling pathway mediate lower shear stressinduced the migration of bone marrow-derived mesenchymal stem cells2015

    • 著者名/発表者名
      Song, G.-B., Lin, Y., Luo, Q., Yang, L., Sakamoto, N., Sato, M.
    • 学会等名
      15th International Congress of Biorheology
    • 発表場所
      韓国・高麗大学
    • 年月日
      2015-05-24 – 2015-05-28
    • 国際学会
  • [学会発表] 細胞コロニーの収縮力の評価2015

    • 著者名/発表者名
      出口真次、横山奨、松井翼、加藤輝
    • 学会等名
      第54回日本生体医工学会大会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場
    • 年月日
      2015-05-07 – 2015-05-09
  • [学会発表] 単一細胞の収縮能の評価技術2015

    • 著者名/発表者名
      横山奨、松井翼、加藤輝、荒木智彦、出口真次
    • 学会等名
      第54回日本生体医工学会大会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場
    • 年月日
      2015-05-07 – 2015-05-09
  • [学会発表] 非筋細胞内で力の発生に寄与するアクチンストレスファイバーの動態特性2015

    • 著者名/発表者名
      松井翼、出口真次
    • 学会等名
      第54回日本生体医工学会大会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場
    • 年月日
      2015-05-07 – 2015-05-09
  • [学会発表] ヒト間葉系幹細胞の遊走に対するせん断応力の影響2015

    • 著者名/発表者名
      佐藤正明
    • 学会等名
      第54回日本生体医工学会大会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場
    • 年月日
      2015-05-07 – 2015-05-09
  • [図書] Dojin Bioscienceシリーズ・メカノバイオロジー.細胞が力を感じ応答する仕組み2015

    • 著者名/発表者名
      出口真次,松井翼,佐藤正明
    • 総ページ数
      368
    • 出版者
      化学同人
  • [備考] 名古屋工業大学・出口研ホームページ

    • URL

      http://mbl.web.nitech.ac.jp

URL: 

公開日: 2017-01-06  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi