気道上皮細胞が作る流れの共焦点マイクロＰＩＶ計測

共聚焦微型 PIV 测量气道上皮细胞产生的流量

基本信息

批准号：
13F02352
负责人：
石川拓司
金额：
$ 1.47万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2013
资助国家：
日本
起止时间：
2013-04-01 至 2015-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本年度は、マウスから摘出した気道を用い、繊毛が作り出す流れを共焦点マイクロPIVシステムを用いて可視化計測した。特に、粘液粘度の影響に着目し、粘度増加による繊毛打の変化や、繊毛流れの変化を計測した。その結果、高い粘度環境下においても繊毛打は消滅しないが、繊毛打周波数は低下し、繊毛流れが遅くなることを明らかにした。また、気管と気管支における繊毛流れの違いを調べたところ、両者には大きな違いがないことが明らかになった。これらの実験により、病変等で粘液粘度が高くなった条件下における、気道内における繊毛流れの機能、および粒子の輸送効率を議論することが可能となった。こうした成果は、気道のクリアランス機能の病理を理解する上で重要であり、PCDなどの疾患のメカニズムの理解に役立つと考えられる。さらに、修得したマイクロ流れの計測技術を生かし、微小流体流路内の血液流れなど、他の生物流れの計測も並行して行った。特筆すべきは、PDMSマイクロ流路の壁内にバイパス流路を埋め込むことで、血球成分が壁面から離れ、血漿層の厚みを増幅できることを世界で初めて示した。この壁面形状を、血液に接触する医療機器の表面に応用することで、血液の凝固や溶血などを予防できると期待される。この成果は、国際会議にて口頭発表している。こうした派生的な研究成果も、本課題の研究手法の開発に資するのみならず、特別研究員の将来の活躍の場を広げるものであり、重要である。

今年，使用小鼠去除的气道可视化纤毛产生的流量。特别是，我们集中于粘液粘度的影响，并由于粘度增加和纤毛流动的变化而测量的纤毛震荡变化。结果，揭示了即使在较高的粘度环境下，苏里亚的醒目也不会消失，但是纤毛醒目的频率降低了，纤毛流的速度也会下降。此外，在检查气管和支气管之间纤毛流的差异时，发现两者之间没有显着差异。这些实验使讨论气道内纤毛流动的功能以及在粘液粘度由于病变增加的条件下运输颗粒的效率是可能的。这些结果对于理解气道清除功能的病理非常重要，并被认为可以帮助理解诸如PCD等疾病的机制。此外，通过利用获得的微流量测量技术，我们还对其他生物流（例如微流体流动通道内的血流）进行了平行的测量。尤其值得注意的是，它是世界上第一个表明，通过将旁路流动路径嵌入PDMS微流体通道内的旁路流程，血细胞成分可以与壁分离并扩大血浆层的厚度。通过将这种墙壁形状涂在与血液接触的医疗器件的表面上，可以预计将防止血液凝结和溶血。结果是在国际会议上口服的。这些衍生研究结果很重要，不仅有助于该主题的研究方法的发展，而且还扩大了特别研究人员的未来机会，以扮演研究人员的角色。