プレスリリース

京大と阪大と名古屋大、ヒト赤血球変形の時間スケールを解明

2017/2/27 12:00
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発表日:2017年2月27日

ヒト赤血球変形の時間スケールを解明

-ロボットポンプが新たな細胞機能の解明・診断の糸口に-

 

【研究成果のポイント】

 ◆マイクロ流路(※1)の中で細胞を超高速・超精密に操作し、ヒト赤血球の細胞変形能を担う細胞骨格(※2)が緩和する時定数(※3)を発見。敗血症(※4)による細胞変形能の異常との関わりも明らかに

 ◆これまでマイクロ流路内での自由な細胞操作は難しく、細胞の変形時間に対する応答を網羅的に調べることは不可能であったが、ロボットポンプを活用して変形負荷の制御と変形の高速計測を実現

 ◆細胞骨格再構築の機序への理解が深まったとともに、血液疾患の迅速な物理学的診断が可能に

■概要

 大阪大学大学院工学研究科の金子真教授、名古屋大学マイクロ・ナノメカトロニクス研究センター新井史人センター長、独国ハイデルベルグ大学物理化学研究所・京都大学物質-細胞統合システム拠点の田中求教授らの研究グループは、ヒト赤血球細胞への変形負荷の時間を精密制御することで、細胞内部の細胞骨格が負荷に応じて再構成する新たな時間スケールを発見しました。マイクロ流路の中で超高速・超精密な細胞操作を可能にしたのは、独自開発のロボットポンプ。変形負荷を制御し、計測する手法を確立したことで敗血症因子による細胞応答の異常化を力学的に診断できる可能性を示しました。

 赤血球は毛細血管や臓器の中で無数の変形を繰り返しながら全身を巡ります。これまでに毛細血管を模したマイクロ流路を用いてその変形能を評価する試みは数多くありましたが、微小な流路トンネルの内部で赤血球への変形負荷強度を制御することは技術的に難しい課題でした。今回、金子・新井・田中教授らの研究グループは、独自のロボットポンプをマイクロ流路と組み合わせてこの課題を解決し、これまでアプローチが難しかった時間スケールで劇的な変形能の変化が起こっていること、およびその変化と敗血症との関連を発見しました。これにより、新たな時間スケールの細胞動作原理が明らかになっただけでなく、血液の関わる病気の“力学的診断法”の確立に向けた新展開が期待されます。

 本研究成果は、イギリス科学誌「Scientific Reports」に、平成29年2月24日(金)午後7時(日本時間)に公開

されました。

 *リリース詳細は添付の関連資料を参照

 

 

リリース本文中の「関連資料」は、こちらのURLからご覧ください。

リリース詳細

http://release.nikkei.co.jp/attach_file/0437733_01.pdf

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