Egg-in-Cube：超長時間ライブイメージングと微細力学操作の統合と展開

Egg-in-Cube：超长期实时成像和微机械操纵的集成和发展

• 批准号: 21H01277
• 负责人: 川原 知洋
• 金额: $ 11.48万
• 依托单位: Kyushu Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H01277/
• 关键词: ウズラ胚; 透明人工殻; タイムラプス撮影; 微細操作; 長期培養; 遺伝子組み換え; ライブイメージング; 鳥類胚; 人工殻

本研究課題では，ウズラ初期胚を放卵直後から人工殻（Egg-in-Cube）内で培養しながら40時間以上の超長時間ライブイメージングを行う世界初の技術を基盤とし，In vivo（生体内）に近い培養系において，連続的な観察を行いながら，細胞に対して微細力学操作を加えることのできる新しい方法論の構築を目的としている．本年度は以下のような研究を行なった．・初期胚を維持しながら観察と操作を行う方法の確立：従来は，培養と観察の両立のため人工殻上面を透明薄膜で覆う構造となっていた．一方で，力学アクセスができないという本質的な課題に直面する（もし，操作したとしても膜に穴があくことで観察性低下や汚染が生じる）．そこで，上面を開放したまま培養と観察を行う方法を新たに開発することを試みた．まず，その第一段階として，胚表面の乾燥の度合いを光学的に非接触で撮影する技術を新たに開発し，1時間以内の乾燥の度合いを評価できるようにした．また，人工殻については3Dプリンタを用いた構造設計により空気の流れを抑制して乾燥を防ぐ構造を見出した．・共焦点顕微鏡システムの構築：数10時間以上に渡ってウズラ胚の発生を観察しながら，胚の発生に伴う観察位置のずれをXYZ方向に修正するために，独自にカスタム構成の共焦点顕微鏡システムを構築した．また，蛍光観察を行いながら，電動ステージでリアルタイムに位置補正を行うことを試みた．今後は操作系の組み込みを行う予定である．

This research topic is to culture embryos at the initial stage of development for more than 40 hours In an artificial Egg-in-Cube, to conduct ultra-long culture in the first place in the world, to establish a new methodology for the construction of micro-mechanical operations in cells, and to establish a foundation for the development of culture systems in vivo. This year's research is on the following topics: The method of initial embryo maintenance is established: culture, observation, artificial shell, transparent film and structure. On the one hand, the mechanics of the problem of the nature of the problem is directly faced (no operation, no membrane, no detection, no pollution). The above is open to observation. In the first stage, the drying degree of the surface of the embryo is combined with the optical non-contact imaging technology, and the drying degree of the embryo is evaluated within 1 time. The artificial shell is designed to be 3D and used to prevent air flow and drying. Confocal point micro-mirror system construction: more than 10 times to observe the development of the embryo, the development of the embryo, the observation of the position of the embryo, the correction of the XYZ direction, the independent construction of the confocal micro-mirror system construction. The light is on, the light is on, the light is on. In the future, the operation system will be set up.

项目成果

Egg-in-Cube：実際の循環器系を用いることができるバイオ医療プラットホームの開発

Egg-in-Cube：开发可以使用实际循环系统的生物医学平台

• 发表时间: 2021
• 作者: 川原知洋

Children’s Hospital Los Angeles/University of Southern California(米国)

洛杉矶儿童医院/南加州大学（美国）

Egg-in-Cubeプラットホーム：初期発生から循環器形成の長期的な観察と操作

Egg-in-Cube平台：从早期发育开始长期观察和操纵心血管形成

• 发表时间: 2021
• 作者: Kohei Aono;Deqing Kong;Hiroki Matsumoto and Manabu Aoyagi;川原知洋
• 通讯作者: 川原知洋