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超精密時空間マニピュレーションで定量解明する細胞力学の非線形非平衡性

使用超精确时空操作定量阐明细胞力学的非线性非平衡特性

基本信息

批准号：
18J00259
负责人：
伊藤弘明
金额：
$ 2.58万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2018
资助国家：
日本
起止时间：
2018-04-25 至 2021-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18J00259/
关键词：
赤血球細胞力学粘弾性ゆらぎマイクロ流体工学

项目摘要

本年度は、主として赤血球のオンチップ形状ゆらぎ解析の実験および、並行して次年度のための予備実験を実施した。従来の形状ゆらぎ解析は基板上に静置した赤血球について行うが、本研究ではオンチップ細胞マニピュレーション（Ito, 2017等）を用いてマイクロ流路を流れる赤血球を一時静止させて行う。このために、光学系と制御プログラムの最適化を行った。これにより一時静止状態の形状ゆらぎを解析した後に、同一の赤血球に狭窄変形を課して観察できるようになった。形状ゆらぎを連続体モデルで、狭窄変形を一般化粘弾性要素モデルで解析したところ、ゆらぎ解析で得られる赤血球膜の表面張力が一般化粘弾性要素の弾性係数の一つと正の相関を示し、また粘弾性緩和を担当する粘性係数が内部溶液（細胞質）の粘性と正の相関を示した。赤血球の粘性は細胞膜と細胞質に由来して2つの寄与があることが知られており、短時間変形では細胞膜粘性が支配的であると言われている。本研究の結果、長時間大変形の場合に支配的な粘性は細胞質粘性と相関をもつことが示唆されており、興味深い。また、赤血球のスペクトリン細胞骨格の可視化に向け、蛍光染色プロトコルの確立と予備的な変形実験を行った。ここでは、長い狭窄部を持つ薄さ2umのマイクロ流路に一定圧力で押し込むことで赤血球の長時間変形を実現し観察を行った。さらに、線維芽細胞（NIH3T3）についてもオンチップマニピュレーションを用いた長時間変形実験を行った。赤血球と同様に長時間変形後の粘弾性形状緩和が観察され、一般化粘弾性モデルによる定量化を行った。赤血球と比較して線維芽細胞は粘性係数が1桁ほど大きいこと、また、赤血球と同様の負荷時間に対する非線形応答性が確認された。細胞の長時間変形応答はタンパク質等の詳細に依らない、普遍的な性質であることが示唆される。以上の通り、当初予定に加え数多くの研究の芽が得られた。

This year's main analysis of the red blood cell shape and analysis of the red blood cells, and the parallel analysis of the next year's preparation of the red blood cells. The analysis of the shape of the red blood cells and the analysis of the red blood cells on the substrate were carried out in this study. 2017, etc.) を Use the いてマイクロ flow path を flow れる red blood cells を temporarily stationary させて line う.このために, optical system and control プログラムのoptimization を行った.これにより Temporary static state のshape ゆらぎをanalytic した后に, same のerythroblast にNarrow 変shaped を Lesson して観看できるようになった. Shape ゆらぎをcontinuous body モデルで, narrow rectangular shape を generalized viscosity factor モデルでanalytic したところ, ゆらぎanalytical られるerythrocyte membrane のsurface tension がgeneral The viscosity-elasticity factor and the viscosity coefficient of the internal solution (cytoplasm) are related to the viscosity and viscosity of the solution (cytoplasm). The origin of the sticky cell membrane and cytoplasm of red blood cells is the origin of the viscous cell membrane and cytoplasm.れており、であると语われている which is controlled by the viscosity of the cell membrane that changes shape in a short time. The results of this study are interesting in that they are related to the viscosity of the cytoplasm and the viscosity of the cytoplasm that are dominated by long-term large-scale changes.また、Visualization of erythroblast cytoskeletal structure、Correction staining プロトコルのEstablishment of pre-prepared な変shaped 箟験を行った.ここでは, long narrow part をhold つthin さ2um のマイクロ flow path に a certain pressure でpress し込むことでred blood cells のlong-term changing shape を実appear し看を行った.さらに, line dimensional sprout cells (NIH3T3) についてもオンチップマニピュレーションを Use いた剉実験を行った. Erythrocytes and erythrocytes have been examined and evaluated for the relaxation of their viscous-elastic shape after long-term deformation, and the quantitative quantification of generalized viscous-elastic properties. Comparison of erythrocytes and line-dimensional germ cells viscosity coefficient が1桁ほど大きいこと, また, erythrocytes と同様のloading time に対するnon-linear response がconfirmation された. The long-term shape and shape of cells are reflected in the details and general properties of the cells. The above is a common understanding, and the original decision was made to add a large number and to study the results.

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

On-chip dynamic mechanical measurement

片上动态机械测量

DOI：
发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
0
作者：
Atsushi Kirimoto;Hiroaki Ito;Mitsuhiro Horade;Toshio Takayama;Misato Chimura;Tomohito Ohtani;Yasushi Sakata;Makoto Kaneko
通讯作者：
Makoto Kaneko

短時間微小変形における赤血球粘弾性計測

短期微变形过程中红细胞粘弹性的测量