細胞内シグナル伝達の動的制御による細胞マイクロマシンの創出

通过动态控制细胞内信号转导创建细胞微机器

• 批准号: 19650111
• 负责人: 佐藤 正明
• 金额: $ 2.11万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 2008
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19650111/
• 关键词: マイクロマシン; シグナル伝達; 生物・生体工学; マイクロナノデバイス; バイオテクノロジー

本研究の目的は,分子スイッチをコートした磁気ビーズを細胞内に導入し,これを外部から磁場を印可することによって任意に操作し,細胞の仮足形成を任意に操作し,細胞運動を制御するところにあった。研究第一段階として,細胞内での磁気ビーズ操作に必要な磁気ピンセット装置の開発を行った。より自由度の高い操作を実現する為,電磁石駆動型の装置を開発し,電源のON/OFFによって磁場のコントロールが可能な系とした。また,持続的な操作を可能とするため,電磁コイルの冷却装置を実装した。第二段階として,細胞内に食作用によって導入した磁気ビーズを,実際に細胞内で空間的に操作することを試みた。細胞内に導入された複数個の磁気ビーズを任意の位置(細胞辺縁部)へと集積させることに成功した。また,共焦点レーザー顕微鏡を用いたリアルタイム三次元観察によって,ビーズ操作が細胞膜内で行われていることも確認された。次に,分子スイッチをコートしか磁気ビーズを作製し,細胞内への導入を試みた。当初は細胞のエンドサイトーシス作用などを用いる予定であったが,この手法では磁気ビーズが細胞内でエンドソームなどのリン脂質に包まれた状態となってしまう為,分子スイッチが機能しなかった。そこで,物理的外力によって細胞内に微粒子を撃ち込むパーティクルガン装置によって磁気ビーズの導入を試みた。磁気ビーズを本手法によって導入すること自体には成功したものの,本来,当該装置は植物細胞に金やタングステンなどの比重の大きい微粒子を撃ち込む装置であり,本研究では動物細胞および比重の軽い磁気ビーズを用いることから,実験条件が大きく異なるため,これまでのところ細胞に与えるダメージを十分低減させて導入するまでには至っておらず,導入条件を検討中である。

The purpose of this study is to introduce molecules into the cell, to manipulate the external magnetic field, to manipulate the foot formation of the cell, and to control the cell movement. In the first stage of the research, the development of magnetic computer devices necessary for magnetic video operations in cells was carried out. The high degree of freedom of operation is realized by opening the electromagnet-driven device, and the ON/OFF of the power supply and the magnetic field are possible. The electromagnetic cooling device is installed in the operating system. In the second stage, the intracellular interaction is introduced into the magnetic field, and the intracellular spatial manipulation is attempted. A plurality of magnetic fields are introduced into the cell at any position (cell side). The confocal microscope is used to detect the three dimensional changes in the cell membrane. Next, the molecule is introduced into the cell. In the first place, the cell's function is determined by the method of magnetic field, and the cell's function is determined by the method of magnetic field. Physical forces are applied to the introduction of micro-particles into cells. In this study, the magnetic field of plant cells was introduced into the system successfully. In fact, when the device was used to detect the particles with high specific gravity in plant cells, the magnetic field of animal cells was introduced into the system successfully. This is the first time that we've had a chance to talk to each other.

项目成果

Morphological and cytoskeletal responses of endothelial cells to local tension transmitted through intercellular junctions

内皮细胞对通过细胞间连接传递的局部张力的形态和细胞骨架反应

• 发表时间: 2007
• 作者: Takada;T.;T. Ishii;T. Machimoto;Y. Kimura;S. Tatsumi;Y. Miyake;河野 憲二;河野憲二;斉藤 美知子;新井布美子;松岡邦枝;古川賀絵;河野憲二;河野憲二;河野憲二;石井隆道;斉藤 美知子;河野 憲二;斉藤 美知子;Takashina T.;Takashina T.;E. Suzuki;高品智記;高品 智記;T. Yasui;T. Yasui;高橋由;Y. Ueki;Y. Ueki;Y. Ueki
• 通讯作者: Y. Ueki

力学刺激負荷血管内皮細胞の形態変化における細胞間接着部位の役割

机械刺激下细胞间粘附位点在血管内皮细胞形态变化中的作用

• 发表时间: 2007
• 作者: Takada;T.;T. Ishii;T. Machimoto;Y. Kimura;S. Tatsumi;Y. Miyake;河野 憲二;河野憲二;斉藤 美知子;新井布美子;松岡邦枝;古川賀絵;河野憲二;河野憲二;河野憲二;石井隆道;斉藤 美知子;河野 憲二;斉藤 美知子;Takashina T.;Takashina T.;E. Suzuki;高品智記;高品 智記;T. Yasui;T. Yasui;高橋由;Y. Ueki;Y. Ueki;Y. Ueki;植木洋輔
• 通讯作者: 植木洋輔

Morphological responses of vascular endothelial cells induced by local stretch transmitted through intercellular junctions

通过细胞间连接传递的局部拉伸诱导的血管内皮细胞的形态学反应

• 发表时间: 2009
• 期刊: Experimental Mechanics 49
• 作者: Y. Ueki;Y. Ueki
• 通讯作者: Y. Ueki