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2014 年度 実績報告書

3階層(分子・細胞・細胞集団)の力学環境をそれぞれ人為的制御する技術の開発と応用

公募研究

研究領域ミクロからマクロへ階層を超える秩序形成のロジック
研究課題/領域番号 25127702
研究機関名古屋工業大学

研究代表者

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 – 2015-03-31
キーワードメカノバイオロジー / 細胞バイオメカニクス / マイクロパターン / トラクションフォース / トラクションフォースマイクロスコピー
研究実績の概要

細胞の力学環境を人為的制御する技術開発に取り組む中で、細胞と細胞培養基板とが相互作用できる条件を見出した。通常、細胞培養基板は硬く、細胞の動きによって変形が起こることはないが、基板を柔らかく、かつ細胞による力を受けやすい物理的条件を整えることによって、光学顕微鏡によって検出が可能な微少な変形を基板側に起こすことができることがわかった。これにより、細胞が発生する微少な力をも検出できる可能性が示されたため、細胞内部の収縮力の発生源であるstress fiberや接着斑タンパク質のvinculinなどの動態と合わせたライブイメージングを行い、基板の微小変形との相関を調べた。その結果、細胞が発生する力の方向を、個々のstress fiberのレベルで測定できることがわかった。その定量解析のための手法も幾つか考案した。従来、細胞が発生する力が様々な機能を調節することが知られているために、力の役割に関する研究が盛んに行われているが、実際に力を測定したり可視化することができる工学的手法の開発は十分に達せられていなかった。本研究により、感度良く、また高い空間分解能で細胞収縮力をモニターできる技術の基礎が開発できた。かつ本方法は細胞の力学環境の人為的調節と同時に実施できることから、細胞の機能調節に果たす力の役割を調べるうえで有力となるものである。

現在までの達成度 (段落)

26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

26年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (15件)

すべて 2015 2014 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (10件) (うち招待講演 1件) 備考 (1件) 産業財産権 (2件)

  • [雑誌論文] Microcontact peeling as a new method for cell micropatterning2014

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

      PLOS ONE

      巻: 9 ページ: e102735

    • DOI

      10.1371/journal.

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Contact guidance of smooth muscle cells is associated with tension-mediated adhesion maturation2014

    • 著者名/発表者名
      Saito, A.C., Matsui, T.S., Ohishi, T., Sato, M., Deguchi, S.
    • 雑誌名

      Experimental Cell Research

      巻: 327 ページ: 1-11

    • DOI

      10.1016/j.yexcr.2014.05.002.

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Traction force microscopyについて2015

    • 著者名/発表者名
      出口真次、横山奨、松井翼
    • 学会等名
      第9回メカノセンシング研究会
    • 発表場所
      九州大学(福岡市)
    • 年月日
      2015-03-10 – 2015-03-11
  • [学会発表] 培養細胞の収縮力の可視化2015

    • 著者名/発表者名
      出口真次
    • 学会等名
      第9回NIBBバイオイメージングフォーラム
    • 発表場所
      岡崎コンファレンスセンター(岡崎市)
    • 年月日
      2015-01-26 – 2015-01-27
    • 招待講演
  • [学会発表] 細胞収縮力のアッセイ技術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
      シンポジウム:細胞アッセイ技術の現状と将来
    • 発表場所
      東京大学(東京)
    • 年月日
      2015-01-13
  • [学会発表] コンフルエントな細胞における収縮力分布の可視化2014

    • 著者名/発表者名
      出口真次、横山奨、松井翼
    • 学会等名
      第37回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(横浜市)
    • 年月日
      2014-11-25 – 2014-11-27
  • [学会発表] Force microscopy developed for screening studies on cultured cells2014

    • 著者名/発表者名
      Deguchi, S., Yokoyama, S., Matsui, T.S.
    • 学会等名
      The 62nd NIBB Conference, Force in Development
    • 発表場所
      Okazaki Conference Center (Okazaki)
    • 年月日
      2014-11-17 – 2014-11-19
  • [学会発表] A novel cell micropatterning technique to circumvent direct adsorption of proteins to PDMS2014

    • 著者名/発表者名
      Yokoyama, S., Matsui, T.S., Deguchi, S.
    • 学会等名
      The 4th Japan–Switzerland Workshop on Biomechanics
    • 発表場所
      Shima Kanko Hotel The Classic (Shima)
    • 年月日
      2014-09-01 – 2014-09-04
  • [学会発表] Force balance in mesenchymal cells revealed by new traction force microscopy2014

    • 著者名/発表者名
      Deguchi, S., Yokoyama, S., Matsui, T.S., Araki, T., Ohishi, T.
    • 学会等名
      The 4th Japan–Switzerland Workshop on Biomechanics
    • 発表場所
      Shima Kanko Hotel The Classic (Shima)
    • 年月日
      2014-09-01 – 2014-09-04
  • [学会発表] 細胞が発生するTraction forceの簡易な可視化2014

    • 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66回日本細胞生物学会大会
    • 発表場所
      奈良県新公会堂(奈良市)
    • 年月日
      2014-06-11 – 2014-06-13
  • [学会発表] An alternative method for traction force microscopy2014

    • 著者名/発表者名
      Deguchi, S., Yokoyama, S., Matsui, T.S., Araki, T., Ohishi, T.
    • 学会等名
      International Symposium on Mechanobiology 2014
    • 発表場所
      Okayama University (Okayama)
    • 年月日
      2014-05-20 – 2014-05-23
  • [学会発表] Development of a new technique for cell micropatterning2014

    • 著者名/発表者名
      Yokoyama, S., Matsui, T.S., Deguchi, S.
    • 学会等名
      International Symposium on Mechanobiology 2014
    • 発表場所
      Okayama University (Okayama)
    • 年月日
      2014-05-20 – 2014-05-23
  • [備考] 名古屋工業大学・出口研究室

    • URL

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

  • [産業財産権] 触物体が発生する力の計測方法およびこれを用いたスクリーニング方法2014

    • 発明者名
      出口真次、横山奨、松井翼
    • 権利者名
      名古屋工業大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2014-169119
    • 出願年月日
      2014-08-20
  • [産業財産権] 接触物体が発生する力を可視化および/または定量化するための表面改質方法およびこれを用いたスクリーニング方法、ならびにこれら方法に用いるキット2014

    • 発明者名
      出口真次、横山奨、松井翼
    • 権利者名
      名古屋工業大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2014-245641
    • 出願年月日
      2014-12-04

URL: 

公開日: 2016-06-01  

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