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2013 Fiscal Year Final Research Report

Novel super-rapid screening method to customize the cellular medium ingredients based-on cell morphology analysis

Research Project

  • PDF
Project/Area Number 23650286
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research

Allocation TypeMulti-year Fund
Research Field Biomedical engineering/Biological material science
Research InstitutionNagoya University

Principal Investigator

KATO Ryuji  名古屋大学, 創薬科学研究科, 准教授 (50377884)

Co-Investigator(Renkei-kenkyūsha) TAKEUCHI Ichiro  名古屋工業大学, 工学研究科, 准教授 (40335146)
KAGAMI Hideaki  東京大学医科学研究所, 先端医療研究センター分子療法分野, 特任准教授 (80242866)
Project Period (FY) 2011 – 2013
Keywords培地開発 / 細胞形態情報解析 / 形態分類 / パターニング / クラスタリング / 多変量解析 / 培地最適化 / 再生医療
Research Abstract

This research was conducted to develop effective and rapid screening method for designing novel cell culture medium for regenerative medicine or medical development. Briefly, we applied the cellular morphological bioinformatics analysis method to numerically convert the cellular response to indicate the surrounding effects from medium. As a result, we found that clustering-based morphological analysis can categorize the medium effects, also with the combination with cellular activity, and established a screening strategy to evaluate the medium additives non-invasively and rapidly. We also found several compounds could stably control the stem cell differentiation through our method.

  • Research Products

    (43 results)

All 2014 2013 2012 2011 Other

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results) Presentation (36 results) Book (2 results)

  • [Journal Article] Label-free morphology-based prediction of multiple differentiation potentials of human mesenchymal stem cells for early evaluation of intact cells2014

    • Author(s)
      H. Sasaki, I. Takeuchi, M. Okada, R. Sawada, K. Kanie, Y. Kiyota, H. Honda and R. Kato
    • Journal Title

      PLoS ONE

      Volume: 9(4) Pages: e93952

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0093952

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Characterization of time-course morphological features for efficient prediction of osteogenic potential in human mesenchymal stem cells2014

    • Author(s)
      F. Matsuoka, I. Takeuchi, H. Agata, H. Kagami, H. Shiono H, Y. Kiyota, H. Honda, R. Kato
    • Journal Title

      Biotechnol. Bioeng

    • DOI

      10.1002/bit.25189

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Orientation based segmentation for phase-contrast microscopic image of confluent cell2013

    • Author(s)
      K.Sasaki, T. Yuasa, H. Sasaki, R.Kato
    • Journal Title

      Conf Proc IEEE Eng Med Biol Soc

      Volume: 3323 Pages: 3326

    • DOI

      10.1109/EMBC

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Morphology-based prediction of osteogenic differentiation potential of human mesenchymal stem cells2013

    • Author(s)
      F. Matsuoka, I. Takeuchi, H. Agata, H. Kagami, H. Shiono H, Y. Kiyota, H. Honda, R. Kato
    • Journal Title

      PLoS One

      Volume: 8(2)(doi:0.1371/)

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Morphology-based prediction of osteogenic differentiation potential of human mesenchymal stem cells2013

    • Author(s)
      Fumiko Matsuoka, Ichiro Takeuchi, Hideki Agata, Hideaki Kagami, Hirofumi Shiono, Yasujiro Kiyota, Hiroyuki Honda, Ryuji Kato
    • Journal Title

      PLoS One

      Volume: 8(2)(doi:0.1371/journal.pone.0055082)

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 細胞培養画像情報解析を用いた再生医療用細胞の品質管理

    • Author(s)
      加藤竜司
    • Organizer
      日本医工学治療学会第30回学術大会
    • Place of Presentation
      ウインクあいち, 名古屋
  • [Presentation] 細胞形態情報を用いた幹細胞制御因子の新規 Cell-based Assay 法

    • Author(s)
      加藤竜司, 岡田 法大, 佐々木 寛人, 蟹江 慧, 清田 泰次郎, 本多 裕之
    • Organizer
      第13回日本再生医療学会
    • Place of Presentation
      京都国際会議場, 京都
  • [Presentation] 葉系幹細胞の継代培養における品質劣化の細胞形態と発現プロファイリングとの相関解析

    • Author(s)
      佐々木寛人, 竹内一郎, 蟹江慧, 澤田留美, 清田泰次郎, 本多裕之, 加藤竜司
    • Organizer
      第13回日本再生医療学会
    • Place of Presentation
      京都国際会議場, 京都
  • [Presentation] 細胞画像情報解析による間葉系幹細胞分化能の品質プロファイリング

    • Author(s)
      佐々木寛人, 高橋厚妃, 蟹江慧, 竹内一郎, 澤田留美, 清田泰次郎, 本多裕之, 加藤竜司
    • Organizer
      第13回日本再生医療学会
    • Place of Presentation
      京都国際会議場, 京都
  • [Presentation] 細胞形態画像解析を用いた非侵襲的分子評価

    • Author(s)
      加藤竜司
    • Organizer
      日本動物実験代替法学会26回大会
    • Place of Presentation
      京都テルサ, 京都
  • [Presentation] Morphology-based and non-invasive quality control method of mesenchymal stem cells

    • Author(s)
      Hiroto Sasaki, Ichiro Takeuchi, Rumi Sawada, Kei Kanie, Yasujiro Kiyota, Hiroyuki Honda, Ryuji Kato
    • Organizer
      9th annual World Stem Cell Summit
    • Place of Presentation
      Manchester Grand Hyatt, San Diego, USA
  • [Presentation] Cellular Mobility Mapping for Non-invasive Prediction of Differentiation Quality of Stem Cells

    • Author(s)
      Ryuji Kato, Kei Kanie, Hiroyuki Honda, Mee-Hae Kim, Masahiro Kino-oka
    • Organizer
      9th annual World Stem Cell Summit
    • Place of Presentation
      Manchester Grand Hyatt, San Diego, USA
  • [Presentation] 細胞品質異常を検出しながら行うCell-based Screening 法, シンポジウム : 細胞アッセイ技術の現状と将来

    • Author(s)
      岡田法大, 佐々木寛人, 蟹江慧, 清田泰次郎, 本多裕之, 加藤竜司
    • Organizer
      東京大学生産技術研究所コンベンションホール
    • Place of Presentation
      東京
  • [Presentation] 間葉系幹細胞における多分化能品質のカタログ化, シンポジウム : 細胞アッセイ技術の現状と将来

    • Author(s)
      高橋厚妃, 佐々木寛人, 蟹江慧, 澤田留美, 清田泰次郎, 本多裕之, 加藤竜司
    • Organizer
      東京大学生産技術研究所コンベンションホール
    • Place of Presentation
      東京
  • [Presentation] 画像プロファイリングによる Cell-based Assay 用細胞の品質カタログ化, シンポジウム : 細胞アッセイ技術の現状と将来

    • Author(s)
      佐々木寛人, 蟹江慧, 高橋厚妃, 澤田留美, 清田泰次郎, 本多裕之, 加藤竜司
    • Organizer
      東京大学生産技術研究所コンベンションホール
    • Place of Presentation
      東京
  • [Presentation] Cell structural information can be indicators of cellular senescence of human mesenchymal stem cells

    • Author(s)
      Hiroto Sasaki, Rumi Sawada, Kei Kanie, Yasujiro Kiyota, Hiroyuki Honda, Ryuji Kato
    • Organizer
      IGER International Symposium on Cell Surface Structures and Functions
    • Place of Presentation
      Nagoya University, Japan
  • [Presentation] 細胞画像情報解析による幹細胞プロファイリングおよび品質判断方法の構築

    • Author(s)
      高橋厚妃, 佐々木寛人, 蟹江慧, 竹内一郎, 澤田留美, 清田泰次郎, 本多裕之, 加藤竜司
    • Organizer
      第65回日本生物工学会大会
    • Place of Presentation
      広島国際会議場, 広島
  • [Presentation] 幹細胞分化予測における細胞形態情報モデリング法の最適化

    • Author(s)
      佐々木寛人, 竹内一郎, 蟹江慧, 澤田留美, 清田泰次郎, 本多裕之, 加藤竜司
    • Organizer
      第65回日本生物工学会大会
    • Place of Presentation
      広島国際会議場, 広島
  • [Presentation] 細胞品質管理のための高次元クラスタリング手法を用いた細胞品質分類法

    • Author(s)
      佐々木寛人, 坪井泰樹, 蟹江慧, 清田泰次郎, 本多裕之, 加藤竜司
    • Organizer
      化学工学会第45回秋季大会
    • Place of Presentation
      岡山大学 津島(東)キャンパス, 岡山
  • [Presentation] Cell structural information can be indicators of cellular senescence of human mesenchymal stem cells

    • Author(s)
      Hiroto Sasaki, Rumi Sawada, Kei Kanie, Yasujiro Kiyota, Hiroyuki Honda and Ryuji Kato
    • Organizer
      IGER International Symposium on Cell Surface Structures and Functions
    • Place of Presentation
      名古屋大学, 愛知
  • [Presentation] セルバンクのための高次元クラスタリング手法を用いた細胞品質分類法

    • Author(s)
      佐々木寛人, 坪井泰樹, 蟹江慧, 清田泰次郎, 本多裕之, 加藤竜司
    • Organizer
      2012年度日本生物工学会若手研究者の集い,フェニックスシーアガイアリゾー
    • Place of Presentation
      宮崎
  • [Presentation] Morphology-based Informatics for Non-invasive Evaluation of Cell Quality for the industrialization of Regenerative Medicine

    • Author(s)
      Ryuji Kato
    • Organizer
      The 35th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society (EMBC'13)
    • Place of Presentation
      Osaka International Convention Center, Osaka, Oral
  • [Presentation] Orientation Based Segmentation for Phase-Contrast Microscopic Image of Confluent Cell

    • Author(s)
      Kei Sasaki, Tetsuya Yuasa, Hiroto Sasaki, Ryuji Kato
    • Organizer
      The 35th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society (EMBC'13)
    • Place of Presentation
      Osaka International Convention Center, Osaka, Oral
  • [Presentation] Non-biased image processing methodology for typing stem cells by their morphologies

    • Author(s)
      Hiroto Sasaki, Taiki Tsuboi, Kei Kanie, Asuka Miwa, Yasujiro Kiyota, Hiroyuki Honda, Ryuji Kato
    • Organizer
      International Society of Stem Cell Research (ISSCR) 11th Annual meeting
    • Place of Presentation
      Boston Convention and Exhibition Center, Boston, Poster
  • [Presentation] 培養細胞環境評価のためのノンラベル細胞形態解析

    • Author(s)
      加藤竜司, 小島健児, 蟹江慧, 白石卓夫, 武澤康範, 本多裕之
    • Organizer
      日本薬学会第133年会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜, 神奈川
  • [Presentation] コンフレント細胞分化度評価のための細胞画像情報からの 動的積算マップ法(MapIQ)

    • Author(s)
      加藤竜司, 梶浦 圭一, 蟹江 慧, 金 美海, 紀ノ岡 正博, 本多 裕之
    • Organizer
      第12回日本再生医療学会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜, 神奈川
  • [Presentation] 細胞画像情報の多次元マッピングによる再生医療用細胞品質管理

    • Author(s)
      松本恵, 佐々木寛人, 城戸理紗子, 蟹江慧, 本多裕之, 清田泰次郎, 加藤竜司
    • Organizer
      化学工学会第78年会
    • Place of Presentation
      大阪大学豊中キャンパス, 大阪
  • [Presentation] 細胞画像情報解析および遺伝子解析による幹細胞品質管理手法の構築

    • Author(s)
      佐々木 寛人, 竹内 一郎, 澤田 留美, 蟹江 慧, 清田 泰次郎, 本多 裕之, 加藤竜司
    • Organizer
      第64回日本生物工学会
    • Place of Presentation
      国際会議場, 神戸
  • [Presentation] 細胞画像情報解析による幹細胞品質管理手法の構築

    • Author(s)
      佐々木 寛人
    • Organizer
      セルプロセッシング計測評価研究部会主催・第4回若手研究シンポジウム~細胞の組織化と機能評価技術~
    • Place of Presentation
      モンタナリゾート岩沼, 宮城
  • [Presentation] 細胞画像情報解析および遺伝子解析による幹細胞品質管理手法の構築

    • Author(s)
      佐々木寛人, 竹内一郎, 澤田留美, 蟹江慧, 清田泰次郎, 本多裕之, 加藤竜司
    • Organizer
      2012年度日本生物工学会若手研究者の集い
    • Place of Presentation
      モンタナリゾート岩沼, 宮城
  • [Presentation] Morphology-based Cell Quality Assessment of Differentiation Potential of Mesenchymal Stem Cells

    • Author(s)
      Hiroto Sasaki, Fumiko Matsuoka, Ichiro Takeuchi, Rumi Sawada, Hiroyuki Honda, Ryuji Kato
    • Organizer
      International Society for Stem Cell Research(ISSCR) 10th Annual Meeting
    • Place of Presentation
      Pacifico Yokohama, Yokohama
  • [Presentation] 骨髄由来間葉系幹細胞の画像情報解析による劣化度評価

    • Author(s)
      佐々木寛人, 澤田留美, 清田泰次郎, 本多裕之, 加藤竜司
    • Organizer
      第11回日本再生医療学会総会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜, 横浜
  • [Presentation] 間葉系幹細胞画像の情報解析による細胞状態分類法の有効性

    • Author(s)
      佐々木寛人, 高橋厚妃, 坪井泰樹, 澤田留美, 清田泰次郎, 本多裕之, 加藤竜司
    • Organizer
      第11回日本再生医療学会総会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜, 横浜
  • [Presentation] 骨髄由来間葉系幹細胞の画像情報解析による骨分化度予測

    • Author(s)
      加藤竜司, 松岡史子, 佐々木寛人, 縣秀樹, 各務秀明, 清田泰次郎, 本多裕之
    • Organizer
      第11回日本再生医療学会総会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜, 横浜
  • [Presentation] 細胞形態の客観的解析のための細胞認識手法

    • Author(s)
      加藤竜司, 坪井泰樹, 佐々木寛人, 蟹江慧, 清田泰次郎, 本多裕之
    • Organizer
      第11回日本再生医療学会総会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜, 横浜
  • [Presentation] 細胞画像解析による継代培養における細胞ダメージ度評価

    • Author(s)
      佐々木 寛人, 加藤竜司, 蟹江 慧, 名倉良英, 塩野 博文, 紀伊 宏昭, 魚住 孝之, 越馬 隆治, 清田 泰次郎, 富岡 研, 本多 裕之
    • Organizer
      第63回生物工学会大会
    • Place of Presentation
      東京農工大学, 東京
  • [Presentation] 細胞マイクロチップに求められる画像情報インフォマティクス

    • Author(s)
      加藤竜司
    • Organizer
      第63回生物工学会大会
    • Place of Presentation
      東京農工大学, 東京
  • [Presentation] 細胞画像情報処理自動化のためのノイズ除去アルゴリズム

    • Author(s)
      坪井泰樹, 三輪明日香, 佐々木寛人, 蟹江慧, 加藤竜司, 越馬隆治, 清田泰次郎, 本多裕之
    • Organizer
      化学工学会第43回秋季大会
    • Place of Presentation
      名古屋工業大学, 名古屋
  • [Presentation] 画像情報処理のための周辺工学技術の最適化

    • Author(s)
      佐々木寛人, 加藤竜司, 越馬隆治, 清田泰次郎, 本多裕之
    • Organizer
      化学工学会第43回秋季大会
    • Place of Presentation
      名古屋工業大学, 名古屋
  • [Presentation] 細胞画像解析法を用いた間葉系幹細胞の分化能予測モデル構築

    • Author(s)
      佐々木 寛人, 加藤竜司, 名倉 良英, 塩野博文, 紀伊宏昭, 魚住孝之, 本多裕之
    • Organizer
      生物工学若手研究者の集い 夏のセミナー
    • Place of Presentation
      春日井びゅーほてる , 山 梨
  • [Presentation] Prediction of Osteogenic Differentiation Status of Mesenchymal Stem Cells based on Image Analysis combined with Bioinformatics

    • Author(s)
      Fumiko Matsuoka, Ichiro Takeuchi, Hiroto Sasaki, Keiichi Kajiura, Hideaki Agata, Hideaki Kagami, Hiroyuki Honda, Ryuji Kato
    • Organizer
      European Chapter of the Tissue Engineering and Regenerative Medicine International Society (TERMIS-EU)
    • Place of Presentation
      Granada, Spain, Oral
  • [Book] Image-based cell quality assessment: Modeling of cell morphology and quality for clinical cell therapy, Studies in Mechanobiology, Tissue Engineering and Biomaterials, Chapter "Computational modeling in tissue engineering"2012

    • Author(s)
      Hiroto Sasaki, Fumiko Matsuoka, Wakana Yamamoto, Kenji Kojima, Hiroyuki Honda, Ryuji Kato
    • Total Pages
      207-226
  • [Book] Fundamental Technological Developments Required for Increased Availability of Tissue Engineering, Regenerative Medicine and Tissue Engineering - Cells and Biomaterials2011

    • Author(s)
      Kagami H, Agata H, Kato R, Matsuoka F, and Tojo A
    • Publisher
      Epub InTech Publisher

URL: 

Published: 2015-06-25  

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