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マイクロ曲面デバイスで切り拓く細胞の立体形状認識機構のメカノバイオロジー

利用微弯曲装置开发的细胞形状识别机制的力学生物学

基本信息

批准号：
18H05963
负责人：
山下忠紘
金额：
$ 1.91万
依托单位：
Keio University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
财政年份：
2018
资助国家：
日本
起止时间：
2018-08-24 至 2020-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-18H05963/
关键词：
曲率マイクロデバイス血管平滑筋細胞メカノバイオロジー

项目摘要

本研究は、直径数百μmの制御されたマイクロ曲面上で細胞・組織を培養する新しいプラットフォームを開発し、曲率-細胞張力-接着力からなる細胞接着界面の力学バランスが三次元組織の形態・機能に与える影響を世界で初めて定量解析することを目的とし、これを実現するために細胞培養面の曲率を操作できる新しい細胞培養系の構築に取り組んだ。具体的に、シリコンゴム製の薄膜を加工し、その上で細胞を培養することができる培養チャンバーを製作した。また、光硬化性樹脂とフォトリソグラフ法を用い、長方形(幅500μm, 長さ8mm)や円形の貫通孔(直径500μm)を複数持つマイクロスリットを製作した。さらに、アクリル板を切削し、ガラス板と圧力コントローラー・ダンピングチャンバー・真空ポンプを接続することで減圧装置を製作した。これらの部品を組み合わせ、空気圧により細胞培養面の曲率を操作し、その様子を顕微鏡下で観察可能な新しい培養デバイスのプロトタイプを製作した。このデバイスは細胞培養面の曲率を0-3/mmの範囲で制御可能であり、培養環境下で細胞培養面の曲率を操作し、その応答を観察することに成功した。これまで多くの先行研究が、平面上で細胞の接着領域を制限することで二次元形状に対する応答を観察してきたのに対し、本研究は細胞接着面の曲率という立体的なパラメーターに着目する点で新しい。立体面で細胞を培養し、培養環境下で曲率の大きさや向きを操作可能な本デバイスは、今後曲率操作の範囲や時間応答性、培養操作のスループットを向上することでこれまでにない新しい力学アッセイを実現し、細胞の力学応答や形状認識メカニズムの解明に貢献するものと期待される。

This research focuses on the cultivation of cells and tissues on curved surfaces with a diameter of several hundred μm.ットフォームを开発し、Curvature-Cell Tension-Adhesion Force からなるCell Adhesion Interface Mechanics バランスがThe form and function of the three-dimensional organization and its influence on the world. Quantitative analysis of the beginning and purpose of the three-dimensional organization. The operation of the curvature of the cell culture surface and the construction of the new cell culture system are as follows. Specifically, it is made of thin film made by SILHINO, and it is made of cell culture made of SILHINO.また, photocurable resin とフォトリソグラフ法を, rectangular (width 500μm, Length 8mm) や円-shaped through hole (diameter 500μm) を plural holding つマイクロスリットをmade by した.さらに、アクリル板をCuttingし、ガラス板と嫧力コントローラー・ダンThe vacuum pressure reducing device is manufactured by the manufacturer.これらのComponents を合わせ、empty pressure によりCell culture surface のcurvature をoperation し、その様子を顕Microscopic observation may be a new way to cultivate the デバイスのプロトタイプを production.このデバイスはThe curvature of the cell culture surface is 0-3/mm, and the range of control is possible. The curvature of the cell culture surface was manipulated in a culture environment and the results were successful.これまで多くの advance researchが、でcells on the plane and the area of contact をlimitationすることでtwo-dimensional shape に対する応answerをIn this study, the curvature of the cell surface and the three-dimensional structure of the cells were examined. Three-dimensional cell culture, large curvature in the culture environment, operation possibility, future curvature operation, time responsiveness, and culture operationットを上することでこれまでにない新しいMechanics アッセイを実appearし, fine The contribution of the understanding of the shape of the cell's mechanics and shape is the contribution of the solution to the problem.