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High-speed single cell diagnosis by atomic force microscopy

原子力显微镜高速单细胞诊断

基本信息

批准号：
21H01787
负责人：
岡嶋孝治
金额：
$ 11.15万
依托单位：
Hokkaido University
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-21H01787/
关键词：
原子間力顕微鏡細胞診断メカニクス細胞力学診断

项目摘要

がん細胞は、長期間にわたり体内で徐々に蓄積し、がん遺伝子やがん抑制遺伝子に変異が少しずつ入ることによって発症すると考えられている。細胞の力学特性が、がんの進行度に依存して変化し、この細胞の力学特性の変化が、がん細胞の浸潤・転移に重要な役割をすることが先行研究により明らかになりつつある。原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）は、接着性細胞の力学特性を低侵襲、且つ精密に決定することができる。本研究では、接着状態における１細胞のレオロジー空間分布を測定でき、短時間で細胞診断を可能とするＡＦＭ技術を開発することを目的としている。　本年度は、前年度に開発した細胞レオロジー空間分布を計測可能なＡＦＭ技術を用いて、正常細胞と前がん細胞の力学特性の判別能を精密に評価した。まず、過去の実験の検証として、細胞弾性率と細胞形状がこれらの細胞の判定にどの程度有効であるかを調べた。その結果、細胞の見かけのヤング率および細胞の高さの2つの計測データは、細胞診断に有効であることが分かった、また、異なる細胞内測定位置のデータのコンビネーションや、ヤング率と高さの多変数解析によって、判別能が有意に向上することが分かった。このような細胞診断は、ＡＦＭとマイクロパターン基板との併用により初めて達成できた。さらに、細胞力学計測をレオロジー物性へ展開することによる細胞診断能を評価した。その結果、細胞診断能が、細胞パターン形状にも強く依存することが分かった。さらに、本研究で開発したAFMシステムは、1細胞だけでなく多細胞系への適用できることが分かった。

はがん cells, long-term にわたり body で xu 々に accumulation し, がん heritage 伝 son やがん inhibit heritage 伝 son に - different が less しずつ into ることによって発 disease すると exam えられている. Cell の mechanical characteristics が, がんのに dependent on degrees して - し, この cells の mechanical characteristics の - が, がのん cell infiltrate planning moving に important cut をな service することが leading research により Ming らかになりつつある. The interatomic force 顕 micromirror (AFM) 顕, adherent cells, <s:1> mechanical properties を are minimally invasive and <s:1> precisely に determine するるとがでるるる. This study では, then state における 1 cell のレオロジー determination of spatial distribution をでき, short time diagnosis をで cells might とする AFM technology を open 発することを purpose としている. は this year, before the annual に発した cells レオロジー spatial distribution を measuring could な AFM technology を with いて, normal cells before とがん cells の discriminant can を precision mechanical properties のに review 価した. まず, past の be 験の検 card としてと弾 sex rate, cells がこれらの cells の determine にどの degree have sharper であるかを adjustable べた. その results, cell の see かけのヤング rate および high cell のさの 2 つの measuring データはに have sharper, cell diagnosis であることが points かった, また, different なる position determination of intracellular のデータのコンビネーションや, ヤング rate high とさの more variations for parsing によって, discriminant が intentionally に upward することが points かった. Youdaoplaceholder6 ようなような cell diagnosis で, AFMととめて <s:1> ロパタロパタロパタロパタロパタ <s:1> substrate と <e:1> and によと initial めて achievement でたたた. さらに, cell mechanical measuring をレオロジー property へ expand することによる cells can diagnose を review 価した. Youdaoplaceholder0 そ results, cell diagnosis can が, cell パタ <s:1> <s:1> <s:1> shape にそ strong く dependence するとが score ったった. さらに, this study で発した AFM システムは, 1 cell だけでなく cell line more への applicable できることが points かった.