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

阐明细胞增大现象与加压培养之间的相关性

• 批准号: 22H01458
• 负责人: 洞出 光洋
• 金额: $ 11.56万
• 依托单位: 防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H01458/
• 关键词: MEMS; マイクロマニピュレーション; 微小力センサ; 細胞挙動解析; 画像解析

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．

The purpose of this study is to investigate the phenomenon of cell growth during stress treatment, and to clarify the phenomenon of cell growth during stress treatment. The cell movement analysis of the cell in the study was carried out. The cell staining center was analyzed. The former is difficult to understand by analyzing the genetic components of a cell set, and by analyzing the individual characteristics of a cell set. One side of the cell staining is difficult to use once the cell is fixed. This topic is related to the operation of cells, and the focus of cell growth process control. Especially for regenerative medicine, cell selection, artificial organ formation, useful knowledge, optimal culture, hard tissue and other cell characteristics information tips. Specific research projects include the construction of cell stress load methods, analysis of cell motion, precise cell configuration, and measurement of small cell stress loads. The engineering division is divided into two parts. Especially for regenerative medicine, cell selection, artificial organ formation, useful knowledge, optimal culture, hard tissue and other cell characteristics information tips. In the beginning of the year, there are two groups selected for the measurement of cell hardness during periodic pressure culture. NIH/3T3 cells of the skin system and SMC cells of the muscle system are used to express the personality of the individual. The method of increasing the pressure of cells is related to the method of measuring the pressure of cells.