培養組織に対する物理刺激による機能化 "Mechano-Driven Functionalization of Engineered Tissues" Session 1 Mechanobiology and Cell Matrix Interactions

※内容により10-15分ほど延長可能性あり

出口先生ご講演概要
物理的な“力”が細胞の様々な機能調節において本質的な役割を果たしていることが明らかとなっている。がん細胞を含む「増殖能を維持した細胞種」には広く普遍的に非筋II型ミオシン依存的に内在性収縮力が生じており、とりわけその収縮力が重要な調節因子となっている。力はモノではなく、（モノを同定することに焦点の置かれる）従来的な分子生物学の観点からは捉えにくい対象である。特に、非筋II型ミオシンは膨大なシグナル分子の下流においてはたらくものであり、何らかの分子擾乱（例えば、特定の遺伝子の発現抑制や変異、または薬剤投与）によりひいては細胞収縮力がどのように変化するのか、一筋縄には理解できない。我々は機械学習を利用して、高いスループットで個々の細胞が発生する収縮力を推定する技術を開発している。本講演では、本技術を細胞の機能調節や病気の発生に関わる様々な研究課題へと適用した例を紹介する予定である。

Fraley先生ご講演概要
Understanding how living cells migrate in reliable and orchestrated ways is essential to understanding the most fundamental functions of eukaryotic life and also numerous disease processes. Cell migration is a complex and heterogeneous emergent behavior that arises from the mechanical and chemical interactions of tens of thousands of molecular parts over numerous spatial and temporal scales. This complexity has meant that even now, we have no quantitative understanding of how cells integrate environmental cues and their vast molecular machinery to give rise to reliable whole cell and multi-cell behaviors.
My lab's central hypothesis is that emergent cell migration behavior is generalizable, predictable, and controllable through the application of a multi-scale systems engineering approach. In this talk, I will highlight three of our studies where we have developed technical and conceptual advances towards achieving this goal. The first describes our advancement of quantitative microscopy approaches to enable the simultaneous measurement key cell-extracellular matrix interactions underlying cell migration to enable data-driven modeling. The second presents a method to physically sort cells based on migration phenotype for single-cell sequencing and gene regulatory network analysis. The third showcases our development of a transfer function by which substrate stiffness is converted into mechanotransduction outcomes and is capable of accounting for seemingly contradictory experimental trends.

登壇者略歴

Dr. Andrew McCulloch, Distinguished Professor of Bioengineering and Medicine; Director, Institute of Engineering in Medicine, UC San Diego

Dr. Andrew McCulloch is Distinguished Professor of Bioengineering and Medicine at the University of California San Diego and Director of the Institute for Engineering in Medicine. He earned his bachelor (1981) and Ph.D. (1986) degrees in Engineering Science at the University of Auckland and joined the UC San Diego faculty in 1987. He directs the UCSD Interfaces Graduate Training Program and the Interdisciplinary Ph.D. Specialization in Multi-Scale Biology. Dr. McCulloch served as Vice Chair of the Bioengineering Department from 2002 to 2005 and Chair from 2005 to 2008. He is also a member of Qualcomm Institute, the Center for Research on Biological Systems, and a Senior Fellow of the San Diego Supercomputer Center.

紀ノ岡 正博 先生　大阪大学大学院工学研究科 生物工学専攻 生物プロセスシステム工学領域 教授

【略歴（抜粋）】
1989年03月大阪大学 基礎工学部 化学工学科 卒業 学士
1991年03月大阪大学 基礎工学研究科 化学系専攻 修了 修士
1991年06月 ～ 2000年01月大阪大学助手
1996年01月大阪大学 基礎工学研究科 工学博士
2000年02月01日 ～ 2003年03月31日，基礎工学研究科 物質創成専攻，講師，専任
2003年04月01日 ～ 2007年03月31日，基礎工学研究科 物質創成専攻，助教授，専任
2007年04月01日 ～ 2009年03月31日，基礎工学研究科 物質創成専攻，准教授，専任
2009年04月01日 ～ 2020年03月31日，工学研究科 生命先端工学専攻，教授，専任
2020年04月01日 ～ 継続中，工学研究科 生物工学専攻，教授，専任
【研究内容・専門分野】
ヒト組織培養リアクターの開発,組織工学製品の品質評価手法の確立，セルプロセッシングシステムの構築，画像処理技術を伴う培養制御法の開発，再生医療，創薬探索，バイオ機能応用およびバイオプロセス工学関連，生体医工学関連

Dr. Sandra Brown, Vice Chancellor for Research, UC San Diego

Sandra A. Brown, Ph.D. is Vice Chancellor for Research and a Distinguished Professor of Psychology and Psychiatry at UC San Diego. Dr. Brown is internationally recognized for her developmentally focused alcohol and drug research. Her research yielded pioneering information on adolescent addiction, relapse among youth, and long term outcomes of youth who have experienced alcohol and drug problems. She is the past President of Division 50 (Addictions) of the American Psychological Association, is on the executive board of numerous scientific organizations, and has over 35 grants and 350 publications. She is involved in addiction prevention and intervention at the regional, state, and national levels and helped lead NIAAA’s effort to establish national screening and early intervention guidelines for youth. She currently directs the National Consortium on Alcohol and Neurodevelopment in Adolescence (NCANDA) and investigates the effectiveness of novel approaches to intervention with youth.

貴島晴彦先生　大阪大学大学院医学系研究科・医学部 脳神経感覚器外科学講座 脳神経外科学 教授

【略歴（抜粋）】
1991年03月　大阪大学 医学部 卒業
1992年06月 ～ 1993年05月　大阪厚生年金病院　勤務
1993年06月 ～ 1994年03月　若弘会若草第一病院　勤務
1998年03月　大阪大学 医学系研究科 脳神経外科 修了　医学博士
1998年08月 ～ 2000年08月　神戸掖済会病院　勤務
2000年10月01日 ～ 2007年03月31日，医学系研究科，助手，専任
2001年10月 ～ 2002年09月　Hopital Henri Mondor - Service de Neurochirurgie (France)
2002年10月 ～ 2003年09月　URA CEA CNRS 2210　Service Hospitalier Fredric Joliot, Orsay, France
2007年04月01日 ～ 2010年11月30日，医学系研究科，助教，専任
2010年12月01日 ～ 2017年02月28日，医学系研究科，講師，専任
2017年03月01日 ～ 継続中，医学系研究科 医学専攻，教授，専任
2019年01月01日 ～ 継続中，国際医工情報センター，兼任教員，兼任
【研究内容・専門分野】
機能的脳神経外科、脳神経外科学関連／てんかんの外科／脳機能解析、神経再生、運動機能再生、神経科学一般関連／脳腫瘍の外科、脳神経外科学関連

Dr. Stephanie Fraley, Associate Professor, Bioengineering, UC San Diego

Dr. Fraley joined the Jacobs School of Engineering in July 2014 as an assistant professor of Bioengineering at UC San Diego. She earned her B.S. in Chemical Engineering in 2006 from The University of Tennessee Chattanooga and earned her Ph.D. in Chemical and Biomolecular Engineering in 2011 from The Johns Hopkins University where she was mentored by Dr. Denis Wirtz and Dr. Gregory Longmore of Washington University. Dr. Fraley was awarded a National Science Foundation Graduate Research Fellowship, National Tau Beta Pi Fellowship, and was an Achievement Rewards for College Scientists Scholar, Johns Hopkins Heath Fellow, and National Siebel Scholar. She also served as an ASEE/NSF Engineering Innovations Fellow at Becton Dickinson Technologies, helping to further develop a rapid cell identification technology. Dr. Fraley then joined the Emergency Medicine and Biomedical Engineering departments at The Johns Hopkins University as a postdoctoral fellow under the mentorship of Dr. Samuel Yang and Dr. Jeff Wang where she developed novel molecular and technological approaches to diagnose bacteremia. In 2013, Dr. Fraley received a National Burroughs Wellcome Fund Career Award at the Scientific Interface for her research merging clinical diagnostic and basic research approaches to understand drivers of cancer metastasis and sepsis.

出口 真次 先生　大阪大学大学院基礎工学研究科機能創成専攻 教授

1999年03月　名古屋大学 工学部 機械・航空工学科 卒業
2001年03月　名古屋大学 工学研究科 航空宇宙工学専攻 修了 修士（工学）
2004年03月　東北大学 工学研究科 機械電子工学専攻 修了 博士（工学）
2004年04月 ～ 2007年08月　岡山大学大学院自然科学研究科産業創成工学専攻・助教
2007年09月 ～ 2013年03月　東北大学特定領域研究推進支援センター・大学院医工学研究科・大学院工学研究科バイオロボティクス専攻・准教授
2013年04月 ～ 2016年03月　名古屋工業大学大学院工学研究科共同ナノメディシン科学専攻・機能工学専攻・准教授
2016年04月01日 ～ 継続中，大阪大学大学院基礎工学研究科機能創成専攻・教授，専任