Elucidation of the correlation between cell size increase phenomenon and pressurized culture

本研究の目的は，圧力印可中の細胞が大きく成長している現象に着目し，細胞成長メカニズムがなぜ起こるのか，マイクロロボティクス（ハード）と顕微鏡画像解析（ソフト）を駆使し，ミクロとマクロの両方のレベルで解明することである．バイオ研究ベースでの細胞挙動解析は，遺伝子解析や細胞染色が中心であった．前者の遺伝子解析では細胞集団の解析のため，細胞個々の個性まで理解することが難しい．一方後者の細胞染色では，一旦ホルマリンを用いた固定等が必要なケースが多く，成長過程をレコードすることが難しい．これらの課題に対して細胞個々の操作を得意とするナノマイクロシステムや，マイクロロボティクスを駆使して，細胞個々の成長過程の把握に焦点を充てていく．特に再生医療等の細胞選別，人工臓器形成に有益な知見に繋がるような最適培養パラメータや，硬さ等の細胞特性の情報提示を目指したい．具体的な研究項目として，細胞への圧力負荷方法の構築，ビジョンをベースとした画像情報による細胞挙動解析，細胞を精密に配置するためのマイクロマニピュレーション，そして微小力センサを搭載した小型ロボットアーム用エンドエフェクタによる計測が挙げられる．これらの工学分野ならではのアプローチを効率よく実施していく．特に再生医療等の細胞選別，人工臓器形成に有益な知見に繋がるような最適培養パラメータや，硬さ等の細胞特性の情報提示を目指したい．初年度においては，周期加圧培養時のアクチン挙動の観察，加圧培養時の細胞硬さ計測の２つに取り組む．また細胞においても皮膚系のNIH/3T3細胞と，筋肉系のSMC細胞を用いて，両者の個性が現れるか検討していく．細胞への加圧方法に関しても，当初は静水圧およびマイクロマニピュレータを用いる方法を検討していたが，研究の進捗に合わせてマイクロ流体デバイスを用いた細胞のマイヤー硬さ計測にも取り組んだ．

本研究の目的は，圧力印可中の細胞が大きく成長している現象に着目し，細胞成長メカニズムがなぜ起こるのか，マイクロロボティクス（ハード）と顕微鏡画像解析（ソフト）を駆使し，ミクロとマクロの両方のレベルで解明することである．バイオ研究ベースでの細胞挙動解析は，遺伝子解析や細胞染色が中心であった．前者の遺伝子解析では細胞集団の解析のため，細胞個々の個性まで理解することが難しい．一方後者の細胞染色では，一旦ホルマリンを用いた固定等が必要なケースが多く，成長過程をレコードすることが難しい．これらの課題に対して細胞個々の操作を得意とするナノマイクロシステムや，マイクロロボティクスを駆使して，細胞個々の成長過程の把握に焦点を充てていく．特に再生医療等の細胞選別，人工臓器形成に有益な知見に繋がるような最適培養パラメータや，硬さ等の細胞特性の情報提示を目指したい．具体的な研究項目として，細胞への圧力負荷方法の構築，ビジョンをベースとした画像情報による細胞挙動解析，細胞を精密に配置するためのマイクロマニピュレーション，そして微小力センサを搭載した小型ロボットアーム用エンドエフェクタによる計測が挙げられる．これらの工学分野ならではのアプローチを効率よく実施していく．特に再生医療等の細胞選別，人工臓器形成に有益な知見に繋がるような最適培養パラメータや，硬さ等の細胞特性の情報提示を目指したい．初年度においては，周期加圧培養時のアクチン挙動の観察，加圧培養時の細胞硬さ計測の２つに取り組む．また細胞においても皮膚系のNIH/3T3細胞と，筋肉系のSMC細胞を用いて，両者の個性が現れるか検討していく．細胞への加圧方法に関しても，当初は静水圧およびマイクロマニピュレータを用いる方法を検討していたが，研究の進捗に合わせてマイクロ流体デバイスを用いた細胞のマイヤー硬さ計測にも取り組んだ．