Egg-in-Cube：超長時間ライブイメージングと微細力学操作の統合と展開

Egg-in-Cube：超长期实时成像和微机械操纵的集成和发展

基本信息

批准号：
21H01277
负责人：
川原知洋
金额：
$ 11.48万
依托单位：
Kyushu Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究課題では，ウズラ初期胚を放卵直後から人工殻（Egg-in-Cube）内で培養しながら40時間以上の超長時間ライブイメージングを行う世界初の技術を基盤とし，In vivo（生体内）に近い培養系において，連続的な観察を行いながら，細胞に対して微細力学操作を加えることのできる新しい方法論の構築を目的としている．本年度は以下のような研究を行なった．・初期胚を維持しながら観察と操作を行う方法の確立：従来は，培養と観察の両立のため人工殻上面を透明薄膜で覆う構造となっていた．一方で，力学アクセスができないという本質的な課題に直面する（もし，操作したとしても膜に穴があくことで観察性低下や汚染が生じる）．そこで，上面を開放したまま培養と観察を行う方法を新たに開発することを試みた．まず，その第一段階として，胚表面の乾燥の度合いを光学的に非接触で撮影する技術を新たに開発し，1時間以内の乾燥の度合いを評価できるようにした．また，人工殻については3Dプリンタを用いた構造設計により空気の流れを抑制して乾燥を防ぐ構造を見出した．・共焦点顕微鏡システムの構築：数10時間以上に渡ってウズラ胚の発生を観察しながら，胚の発生に伴う観察位置のずれをXYZ方向に修正するために，独自にカスタム構成の共焦点顕微鏡システムを構築した．また，蛍光観察を行いながら，電動ステージでリアルタイムに位置補正を行うことを試みた．今後は操作系の組み込みを行う予定である．

该研究项目基于世界上第一个技术，在产卵后立即在人造壳（Egg-in-Cube）中培养早期鹌鹑胚胎时进行超过40小时的超长期实时成像。一种新的方法，允许对细胞进行微机械操作，同时在类似于体内的培养系统中进行连续观察。今年，我们进行了以下研究。・建立在维持早期胚胎的同时观察和操作早期胚胎的方法：传统上，为了实现培养和观察，人工壳的顶表面覆盖有透明薄膜。另一方面，它面临着不可机械接近的本质问题（即使对其进行操作，膜上也会形成孔，导致可观察性差和污染）。因此，我们尝试开发一种顶面开放的培养和观察新方法。作为第一步，我们开发了一种新技术，以光学和非接触方式拍摄胚胎表面的干燥程度，使得在一小时内评估干燥程度成为可能。此外，通过使用3D打印机设计人造外壳，我们找到了抑制气流并防止干燥的结构。・共焦显微镜系统的构建：在观察鹌鹑胚胎发育数十小时的同时，我们创建了具有独特定制配置的共焦显微镜，以纠正由于胚胎在XYZ方向上的发育而导致的观察位置偏差。建立了一个系统。我们还尝试在进行荧光观察时使用电动载物台实时校正位置。未来我们计划加入一个操作系统。

项目成果

期刊论文数量（8）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Egg-in-Cube：実際の循環器系を用いることができるバイオ医療プラットホームの開発

Egg-in-Cube：开发可以使用实际循环系统的生物医学平台

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
川原知洋
通讯作者：
川原知洋

A Novel Egg-In-Cube System Enables Long-Term Culture and Dynamic Imaging of Early Embryonic Development

新型立方体鸡蛋系统可实现早期胚胎发育的长期培养和动态成像

DOI：
10.3389/fphys.2022.893736
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
4
作者：
Dave, Mohit;Levin, Joshua;Ruffins, Seth Walter;Sato, Yuki;Fraser, Scott;Lansford, Rusty;Kawahara, Tomohiro
通讯作者：
Kawahara, Tomohiro

Children’s Hospital Los Angeles/University of Southern California(米国)

洛杉矶儿童医院/南加州大学（美国）