共同研究報告書


研究区分 一般研究

研究課題

 低温場中での走化性因子ケモカインの濃度勾配による好中球運動の観察と解析
研究代表者／所属 九州工業大学・大学院生命体工学研究科
研究代表者／職名 助教授
研究代表者／氏名 玉川雅章

研究分担者／氏名／所属／職名
　
氏　　名
所　　属
職　　名

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 古川義純 北大低温研 助教授

研究目的 生体内での免疫反応機構でみられる好中球（白血球）運動の走化性サイトカインの濃度勾配や周囲場の温度勾配による影響を調べ，その物理的な運動機構を明らかにし，生体内の薬物搬送システム（ドラッグデリバリーシステム）への応用に対する基礎的な検討を行う．
そのための第一段階として，マッハツエンダー干渉計を用い，濃度勾配や温度勾配の定量的な測定下における好中球の運動の可視化観察を共同で行う．
　　
研究内容・成果 本年度は，研究目的に対しマッハツエンダー干渉計の装置内での観察部の作成と濃度勾配の測定，さらには微小重力下での実験の予備実験を行った．それぞれについて，以下の結果を得た．

（1）好中球の移動のための走化性因子サイトカインIL-8の濃度範囲の計測
好中球の移動のために必要なサイトカインIL-8濃度は，倒立顕微鏡を用いた2次元の観察実験により1ng/ml〜1000ng/mlであることがわかった．これにより，干渉計の観察部で用いる濃度範囲を決定することができた．


（2） マッハツエンダー干渉計の観察部の製作と干渉縞観察
北大低温研所有のマッハツエンダー干渉計の観察部を作成し，干渉像を得るための予備実験を行った．2 x 100 x 20 (mm)のセルに蒸留水液を満たし，セルの上部からピペットにて，サイトカインを1ng/mlから1000ng/mlの濃度で10μ滴下したまで変化させると，100ng/mlの濃度までは干渉縞が移動することがわかった．これにより，濃度100ng/mlのサイトカインについては，マッハツエンダーの干渉縞を解析することで濃度分布を求めることができることがわかった．また，干渉縞が移動しなかった1〜10ng/mlに対しても，干渉縞の位相差情報を用いることでより濃度勾配を計測することが可能なため，この時の干渉縞の挙動を詳細に観察することが課題として残った．

（3） 微小重力下でのマッハツエンダー干渉計を用いた干渉縞および明視野の同時観察

航空機を用いた微小重力の実験を行うことにより，重力下で好中球の移動を観察する場合に比べて対流の影響を除くことができ，サイトカインの濃度勾配の影響のみによる好中球の移動を計測する．
予備実験における干渉計での校正値をもとに，少量の好中球を新鮮な血液より分離し，温度一定（
24度）の元で各種のサイトカインの濃度勾配に対する好中球の運動を微小重力下で観察を試みた．結果として，サイトカインが観察部のセルにうまく供給されず，マッハツエンダー干渉計を用いた干渉縞および明視野の同時観察が行うことができなかった．航空機実験のような特殊な環境下での実験装置の改良が課題となった．

（1）から（3）より，本年度の成果として，干渉計を用いた濃度勾配と好中球の運動速度の同時計測についてのシステム系が，一部装置の改良は要するものの，確立された．