MEMS力計測プラットフォームによる単一細胞機械的特性とがん疾病の関係性評価

使用 MEMS 力测量平台评估单细胞机械性能与癌症疾病之间的关系

基本信息

批准号：
20KK0326
负责人：
久米村百子
金额：
$ 5.66万
依托单位：
Kyushu Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Fund for the Promotion of Joint International Research (Fostering Joint International Research (A))
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021 至 2023
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は、単一細胞の機械的な特徴とがんとの関係性を見出すことを目的とし、フランス、リールのがん研究所において、MEMSによるがん細胞の評価研究を行う。研究テーマ(1) クリニカルサンプルを含めたがん細胞と健常細胞の機械特性評価、(2) 従来のがんマーカー検出と機械特性計測によって得られる結果の比較、(3) 抗がん剤の効果計測を実施する。R4年度は、国内にてMEMSデバイスの作製と、6月13日~7月7日、2月17日~3月8日において現地での研究を行なった。期間中は、バイオMEMSがん研究チームのD. Collard教授、M. C. Tarhan准教授、同教授の研究室に所属する博士課程学生、国立保険医学研究機構（INSERM）研究員のC. Lagadec博士と実施内容の確認、実験結果、関連研究の調査などについて議論を行った。(1)の研究テーマに関して、多数の細胞を効率よく計測する必要があるため、実験ではMEMSピンセットとマイクロ流体デバイスを組み合わせた実験プラットフォームを用いて、乳がん細胞と健常な胸部の細胞の力学計測を行なった。ポリマーとガラス基板から構成されるマイクロ流体デバイスへ連続的に細胞を送液し、マイクロ流体デバイスの中央に設けた開口部よりMEMSピンセットのプローブを挿入し、細胞捕獲、計測するシステムである。一定の実験結果が得られたものの、健常細胞の培養はがん化した細胞より困難であり、滞在中に実験が実施できる回数は限られた。明確な結論を導くために、さらに複数回の実験が必要である。なお、IRCLがん研究所に拠点を置いていたバイオMEMS実験室とクリーンルームは、R4年度夏に完成したONCOLilleがん研究所に移設されたため、R4年度後半の研究はONCOLille研究所で実施した。

这项研究旨在找到单细胞和癌症的机械特征之间的关系，并将使用法国里尔癌症研究所的MEMS对癌细胞进行研究。研究主题（1）我们将评估包括临床样本在内的癌细胞和健康细胞的机械性能，（2）比较通过常规的癌症标志物检测和机械性能测量获得的结果，以及（3）衡量抗癌药物的有效性。在R4，在日本制造了MEMS设备，并于6月13日至7月7日至2月17日至3月8日进行了当地研究。在此期间，我们与D. Collard教授，属于该教授实验室的博士生M. C. Tarhan教授讨论了结果，实验结果和相关研究，以及美国国家健康与医学科学研究所（INSERM）的研究人员C. Lagadec博士（INSERM）在实施细节，实验结果，研究相关研究的研究中。关于研究主题（1），有必要有效测量大量细胞，因此在实验中，使用将MEMS镊子和微流体设备结合的实验平台对乳腺癌细胞和健康乳腺细胞进行机械测量。这是一个系统，在该系统中，将细胞连续馈入由聚合物和玻璃基板组成的微流体设备中，并且通过位于微流体设备中心的开口插入MEMS镊子的探针，并捕获和测量细胞。尽管获得了某些实验结果，但与癌细胞相比，健康细胞更难培养，并且在住宿期间可以进行实验的次数受到限制。需要更多的实验来得出明确的结论。此外，位于IRCL癌症研究所的BioMems实验室和洁净室被移至R4夏季完成的Oncolille Cancer Institute，因此在R4的下半年进行了研究。

项目成果

期刊论文数量（5）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Gene expression analysis following mechanical characterization of a cell by MEMS tweezers

使用 MEMS 镊子对细胞进行机械表征后进行基因表达分析

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
K. Takamura;M. Kumemura
通讯作者：
M. Kumemura

Stiffness measurements of suspended/adherent cell with MEMS tweezers

使用 MEMS 镊子测量悬浮/贴壁细胞的刚度

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
Shimizu Takuto;Nagane Masaki;Suzuki Mira;Yamauchi Akinori;Kato Kazuhiro;Kawashima Nagako;Nemoto Yuki;Maruo Takuya;Kawakami Yasushi;Yamashita Tadashi;N. Inoue and M. Kumemura
通讯作者：
N. Inoue and M. Kumemura

Single Cell Classification Using Statistical Learning on Mechanical Properties Measured by MEMS Tweezers

DOI：
10.1109/mems51670.2022.9699466
发表时间：
2022-01
期刊：
2022 IEEE 35th International Conference on Micro Electro Mechanical Systems Conference (MEMS)
影响因子：
0
作者：
Bahram Ahmadian;Deborah Mbujamba;J. Gerbedoen;M. Kumemura;H. Fujita;D. Collard;Sophie Dabo-Niang;Chann Lagadec;M. Tarhan
通讯作者：
Bahram Ahmadian;Deborah Mbujamba;J. Gerbedoen;M. Kumemura;H. Fujita;D. Collard;Sophie Dabo-Niang;Chann Lagadec;M. Tarhan

MEMSピンセットによる接着細胞の剥離・把持・回収

使用 MEMS 镊子分离、抓取和恢复贴壁细胞