Tsukada, Kosuke

写真a

Affiliation

Faculty of Science and Technology, Department of Applied Physics and Physico-Informatics ( Yagami )

Position

Professor

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Scopus Paper Info  
Paper Count: 52 Citation Count: 1133 h-index: 17

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Career 【 Display / hide 】

  • 2001.04
    -
    2002.03

    日本学術振興会特別研究員

  • 2002.04
    -
    2004.03

    川崎医科大学助手（生理学教室）

  • 2004.04
    -
    2009.03

    慶應義塾大学医学部助手（医化学教室）

  • 2007.04
    -
    2009.03

    マサチューセッツ総合病院，ハーバード大学医学部フェロー

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Academic Degrees 【 Display / hide 】

  • 博士（工学）, Keio University, 2002.03

  • 博士（医学）, Keio University, 2013.03

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Research Areas 【 Display / hide 】

  • Life Science / Biomedical engineering

  • Life Science / Biomaterials

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Research Keywords 【 Display / hide 】

  • 医用光工学

  • 微小循環学

  • 生体医工学

  • 腫瘍生物学

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Papers 【 Display / hide 】

  • Analysis of primordial follicle distribution from optical coherence tomography images using object detection

    Kanaya, M; Ito, K; Takae, S; Suzuki, N; Tsukada, K

    HARNESSING LIGHT-BASED TECHNOLOGIES FOR REPRODUCTIVE, MATERNAL, AND NEONATAL HEALTH: FROM FUNDAMENTAL DISCOVERY TO TRANSLATION 13833 2026

    ISSN  1605-7422

  • Visualization of the microstructure and distribution of follicles in deep human ovaries using speckle-modulated optical coherence microscopy

    Koichiro Ito, Momoko Kanaya, Seido Takae, Nao Suzuki, Kosuke Tsukada

     2025.08

  • 2次元正弦波構造を有するフレキシブル電極の電気的特性

    山田 帆希, 河合 利咲, 塚田 孝祐

    Transactions of Japanese Society for Medical and Biological Engineering (Japanese Society for Medical and Biological Engineering)  Annual61 ( Abstract ) 312_2 - 312_2 2023

    ISSN  1347443X

    　View Summary

    <p>パーソナル医療やオーダーメイド医療の普及には，柔軟かつ曲面を有する生体組織にストレスフリーで貼付できるフレキシブルデバイスが有用である．その電極には基本的な電気特性に加えて生体の延伸・屈曲に対する耐性が求められる．我々は2次元的に正弦波構造を有する電極を新たに提案し，延伸・屈曲負荷に対する電気特性および光電脈波計測からその有効性を検証した．</p><p>波長500 µm，振幅50, 100, 200 µmの2次元正弦波構造をそれぞれアルミニウム基板に微細加工した．それらをモールドとしてdimethylpolysiloxane (PDMS)に転写し，電極部以外をマスクしてAuをスパッタリングすることで2次元正弦波構造を有する平面電極を得た．延伸率0–10%の延伸負荷，または曲率0–200 m-1の屈曲負荷を印加しながらシート抵抗を測定した．</p><p>振幅50, 100, 200 µmの各電極の延伸率10%負荷に対するシート抵抗値は26.6, 13.1, 4.44 Ω/sq.であった．同様に曲率200 m-1に対するシート抵抗値はそれぞれ11.6, 4.41, 2.72 Ω/sq.であり，振幅200 µmの電極がベースラインの抵抗値 1.18 Ω/sq. からの上昇を最も抑制した．次に，一枚のPDMS膜上にLEDとフォトダイオードを正弦波電極で接続し，それを指尖部に巻いて光電脈波を取得した結果，十分なSN比かつ信号出力を確認した．</p><p>以上の結果から，生体適合性が高い材料で作製した2次元正弦波構造を有する電極はフレキシブルデバイスや生理情報の連続モニタリング等への応用が期待される．</p>

  • pH-taxis drives aerobic bacteria in duodenum to migrate into the pancreas with tumors.

    Hiroaki Shirai, Cocoro Ito, Kosuke Tsukada

    Scientific reports (Scientific Reports)  12 ( 1 ) 1783 - 1783 2022.12

    ISSN  2045-2322

    　View Summary

    As oral or intestinal bacteria have been found in pancreatic cystic fluid and tumors, understanding bacterial migration from the duodenum into the pancreas via hepato-pancreatic duct is critical. Mathematical models of migration of aerobic bacteria from the duodenum to the pancreas with tumors were developed. Additionally, the bacterial distributions under the pH gradient and those under flow were measured in double-layer flow based microfluidic device and T-shaped cylinders. Migration of aerobic bacteria from the duodenum into pancreas is counteracted by bile and pancreatic juice flow but facilitated by pH-taxis from acidic duodenum fluid toward more favorable slightly alkaline pH in pancreatic juice. Additionally, the reduced flow velocity in cancer patients, due to compressed pancreatic duct by solid tumor, facilitates migration. Moreover, measured distribution of GFP E. coli under the pH gradient in a microfluidic device validated pH-tactic behaviors. Furthermore, Pseudomonas fluorescens in hydrochloride solution, but not in bicarbonate solution, migrated upstream against bicarbonate flow of > 20 μm/s, with an advancement at approximately 50 μm/s.

  • Ex vivo sensing of primordial follicles in ovarian tissues by spectral-domain optical coherence tomography

    Masaki Hosoda, Daisuke Oida, Koichiro Ito, Seido Takae, Nao Suzuki, Kosuke Tsukada

    Medical Imaging 2022: Biomedical Applications in Molecular, Structural, and Functional Imaging (SPIE)  12036 2022

    ISSN  0277-786X

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Papers, etc., Registered in KOARA 【 Display / hide 】

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Reviews, Commentaries, etc. 【 Display / hide 】

  • pH-taxis drives aerobic bacteria in duodenum to migrate into the pancreas with tumors.

    Hiroaki Shirai, Cocoro Ito, Kosuke Tsukada

    Scientific reports (Springer Science and Business Media {LLC})  12 ( 1 ) 1783 - 1783 2022.12

    ISSN  2045-2322

    　View Summary

    As oral or intestinal bacteria have been found in pancreatic cystic fluid and tumors, understanding bacterial migration from the duodenum into the pancreas via hepato-pancreatic duct is critical. Mathematical models of migration of aerobic bacteria from the duodenum to the pancreas with tumors were developed. Additionally, the bacterial distributions under the pH gradient and those under flow were measured in double-layer flow based microfluidic device and T-shaped cylinders. Migration of aerobic bacteria from the duodenum into pancreas is counteracted by bile and pancreatic juice flow but facilitated by pH-taxis from acidic duodenum fluid toward more favorable slightly alkaline pH in pancreatic juice. Additionally, the reduced flow velocity in cancer patients, due to compressed pancreatic duct by solid tumor, facilitates migration. Moreover, measured distribution of GFP E. coli under the pH gradient in a microfluidic device validated pH-tactic behaviors. Furthermore, Pseudomonas fluorescens in hydrochloride solution, but not in bicarbonate solution, migrated upstream against bicarbonate flow of > 20 μm/s, with an advancement at approximately 50 μm/s.

  • 皮内投与型ワクチンの免疫賦活化に適した近赤外レーザーデバイスの開発

    片桐 渉, 君塚 善文, 柏木 哲, 塚田 孝祐

    日本レーザー医学会誌 ((NPO)日本レーザー医学会)  39 ( 3 ) 254 - 254 2018.09

    ISSN  0288-6200

  • “標識しない”という新たなバイオイメージングの流れ

    塚田 孝祐

    光学 (日本光学会)  44 ( 6 ) 215 2015.06

    Article, review, commentary, editorial, etc. (scientific journal), Single Work

  • INVESTIGATE of THROMBUS INHIBITORS for THROMBUS FORMATION of DIABETES MELLITUS

    UCHIDA Tomohiro, SHIMIZU Tomoya, SEKIZUKA Eiichi, TSUKADA Kosuke, KAWAMURA Tomomi, OZAWA Tadasi, OSHIO Chikara, MINAMITANI Haruyuki

    Microcirculation annual 17   97 - 98 2001.08

  • SLMULTANEOUS MEASUREMENT OF BLOOD FLOW DISTRIBUTION AND OXYGEN TENSION BY PHOTO-EXCITATION

    TSUKADA Kosuke, HASE Kentaro, SEKIZUKA Eiichi, OSHIO Chikara, MINAMITANI Haruyuki

    Microcirculation annual 17   161 - 162 2001.08

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Presentations 【 Display / hide 】

  • 共焦点光学系を用いた腫瘍血管の透過性及び酸素分圧の定量化

    岩本侑一郎，小田慶太郎，塚田孝祐

    [Domestic presentation]  第43回レーザ顕微鏡研究会＆シンポジウム, 

    2018.01
    , 

    Oral presentation (general)

  • 近赤外光を用いた非侵襲的ワクチンアジュバント

    柏木 哲，君塚 善文，片桐 渉，塚田 孝祐

    [Domestic presentation]  第38回日本レーザー医学会総会, 

    2017.11
    , 

    Oral presentation (general)

  • 近赤外半導体レーザーデバイスによる免疫活性化作用の検証

    片桐 渉，君塚 善文，Kashiwagi Satoshi，塚田孝祐

    [Domestic presentation]  第38回日本レーザー医学会総会, 

    2017.11
    , 

    Poster presentation

  • Quantification and imaging of vascular permeability and partial pressure of oxygen in vivo

    Iwamoto Y., Oda K., Tsukada K.

    [International presentation]  Annual Meeting of BMES 2017 (Phoenix, USA) , 

    2017.10
    , 

    Oral presentation (general), Biomedical Engineering Society

  • Three-dimensional in vivo analysis of histology for low-level laser therapy

    Katagiri W., Tsukada K.

    [International presentation]  Annual Meeting of BMES 2017 (Phoenix, USA) , 

    2017.10
    , 

    Poster presentation, Biomedical Engineering Society

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Research Projects of Competitive Funds, etc. 【 Display / hide 】

  • Interpretation of regulatory system of fetal cardiovascular development with re-evaluation of substance transport characteristics in fetal circulation

    2020.04
    -
    2022.03

    Grants-in-Aid for Scientific Research, Grant-in-Aid for Challenging Research (Pioneering), No Setting

    　View Summary

    母親の胎内は生後に比べて非常に酸素濃度が低いが、母親と胎児をつなぐ胎児循環（胎盤や血液中で酸素を運ぶヘモグロビン分子）は効率的に酸素を運ぶためのシステムとして捉えられることが多い。しかし胎児のエネルギー消費は大きくなく、過剰な酸素は細胞分裂時に有害にさえなり得る。本研究では胎児循環を胎児細胞の為に最適な低酸素環境を維持し、体を構成するための基質（アミノ酸や脂肪酸）を選択的に運搬する循環システムであると捉え、研究対象として出生後すぐに細胞分裂を止める心筋細胞を扱う。何億年もかけ培ってきた細胞制御システムを分子・細胞・臓器レベルで解明することは、再生医療にも役立つ情報の取得に繋がると期待される。
    胎生期の栄養環境が心臓に及ぼす影響を明らかにするため、活発に分裂を繰り返して原始心臓を形成する胎児心筋細胞とアミノ酸環境の関係をラットの培養心筋細胞で検討した。ラットを用いて、胎生20日目、出生後２日目、５日目もしくは６日目、８週齢において、血中および心筋組織中の各種アミノ酸濃度を測定したところ、血中アミノ酸濃度は、Lys，Met，Phe，Trpなどが心筋分裂が盛んな胎生20日目で濃度が高く、出生後には減少した。心筋組織中のアミノ酸濃度は、出生前後で血中ほどの大きな変化はみられなかったが、Leu，Lys，Phe，Valは、出生後にやや減少していた。これらの結果より、ラット胎児の培養心筋細胞を用い、細胞増殖マーカー（Ki67）を指標として心筋細胞分裂能とアミノ酸の関係を検討した。まず胎生20日目の心筋細胞において、単独のアミノ酸での培養を行なった時の分裂能を検討し、分裂能に促進効果のありそうなアミノ酸を探索した。次いで、胎生17日目と胎生20日目の心筋細胞において、心筋分裂に影響のありそうな複数のアミノ酸を除去して培養を行ない、分裂能を検討した。単独アミノ酸培養では、Cys，Gly，His，Lys，Valでの培養が、単独でも、通常培地と同程度の細胞増殖マーカーの陽性率を示した。アミノ酸除去実験では、胎生17日目の心筋細胞においては一度に10種のアミノ酸を除去すると陽性率は有意に減少したが、その他の組み合わせ（３～９種）でははっきりとした陽性率の減少はみられなかった。胎生20日目の心筋細胞では、10種のアミノ酸の除去で陽性率が有意に減少し、Cys・Gly・Ser、His・Ile・Trpの３種、Gly・Lys・Tyr・Valの４種、必須アミノ酸９種の除去で、有意ではなかったが、陽性率が減少する傾向にあった。
    胎盤における選択的物質輸送の具体例としてアミノ酸に着目し、成体と胎児血液におけるアミノ酸濃度の違いを確認出来た。心筋細胞培養実験では、アミノ酸の種類によって心筋分裂能の維持に影響の強いものもあったが、特に影響の強いアミノ酸を認めなかった。胎児循環の酸素環境が心臓形成に及ぼす影響に関しては、ポルフィリン燐光を用いた生体微小循環酸素計測システムを構築して臍帯動静脈の酸素分圧を同時に計測しながら母体側の酸素環境を変化させて胎児循環の酸素運搬特性が大量の酸素輸送を目的とするものではなく、成体と比べて著しく低い酸素濃度を維持するための緩衝機構であることを証明する予定であったが、社会的要因から共同実験の進捗が滞り課題が残されたため。
    胎児循環のアミノ酸選択的輸送と心筋細胞分裂に関する研究に関しては、アミノ酸配合の様々な組み合わせと心筋細胞分裂能の関係を検証していく。また、胎生期の低栄養環境が心臓に及ぼす影響を解析するため、妊娠15日目から妊娠21日目まで、母ラットに50％摂食制限を施して胎生期低栄養ラットを作成し、自由摂食の母ラットから生まれた仔と出生前後（胎生20日目、出生後1日目、14日目、21日目、30週齢）において、体重、心重量の測定や、心筋組織における心機能関連遺伝子と細胞周期関連遺伝子の発現を比較する。また、胎生期低栄養ラット４週齢において、モノクロタリン（Mct）30mg/kgを皮下投与して肺高血圧症を発症させて、心エコーによる心機能評価や血中ANP濃度測定を行う。また、ポルフィリン燐光を用いた生体微小循環酸素計測システムの構築を進め、胎児循環の酸素環境と胎児心臓形成に関する情報を分子・細胞・個体循環システムでベルで統合的に検討する。

  • 単一細胞の超解像酸素分圧イメージング

    2019.04
    -
    2022.03

    MEXT,JSPS, Grant-in-Aid for Scientific Research, Grant-in-Aid for Scientific Research (C), Principal investigator

  • Development of the new technology of fertility preservation for the AYA cancer patients

    2017.04
    -
    2020.03

    Grants-in-Aid for Scientific Research, Nao Suzuki, Grant-in-Aid for Scientific Research (B), No Setting

    　View Summary

    In recent years, the number of childhood and AYA (Adolescent and Young Adult is the age from 15 to 39 years old) generation cancer survivors who have overcome cancer has been increasing with the progress of multidisciplinary treatment in cancer treatment. On the other hand, cancer treatment for childhood and AYA (CAYA) cancer patients may cause gonadal dysfunction or loss of fertility depending on the treatment method. In Japan, fertility-preserving therapy before the start of cancer treatment for some female CAYA cancer patients has recently been introduced. Ovarian tissue cryopreservation, the only fertility-preserving therapy for children and adolescents with cancer, requires long-term storage for more than 10 years. As a result of this research, we succeeded in developing a new storage system that ensures the safety against human error in the long-term storage system and obtained the results showing the safety of antifreeze for long-term storage.

  • 皮膚や臓器に貼付できるフレキシブル酸素イメージングフィルム

    2016.04
    -
    Present

    日本学術振興会, Grants-in-Aid for Scientific Research, Tsukada Kosuke, Grant-in-Aid for Scientific Research (C), Principal investigator

    　View Summary

    We have developed a new oxygen sensor device that can be attached to the surface of curved skin and organs. The oxygen sensor consisted of three layers, a sensing layer containing an oxygen sensitive dye, an excitation light source layer, and a light receiving layer. By encapsulating oxygen sensitive dye in polystyrene nanoparticles, we succeeded in improving the measurement accuracy. We adopted electrochemiluminescence as the excitation light source and determined its electrical condition. The calibration experiment showed the possibility of measuring oxygen concentration with high sensitivity. In the future, by arranging the elements at high density, application to two-dimensional imaging of oxygen concentration is expected.

  • 近赤外光による新規ワクチンアジュバントのインフルエンザ集団予防接種への適用を目的とするポータブルレーザー医療機器の創出

    2016.04
    -
    Present

    AMED, 橋渡し研究加速ネットワークプログラム, Principal investigator

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Awards 【 Display / hide 】

  • Best Poster Award

    2015.09, Japanese Society for Microcirculation, A cell culture microdevice with a continuous oxygen gradient for microvascular research in vitro

  • Best Poster Award

    2015.09, Japanese Society for Microcirculation, A cell culture microdevice with a continuous oxygen gradient for microvascular research in vitro

  • 最優秀研究奨励賞

    佐藤安沙子，内田英幸，宮山 明，塚田孝祐, 2013.02, 日本微小循環学会, Development of a cell culture microdevice with oxygen gradient as a model for microvascular environment

    Type of Award： Award from Japanese society, conference, symposium, etc.

  • 最優秀研究奨励賞

    佐藤安沙子, 内田英幸, 宮山 明, 塚田孝祐, 2013.02, 日本微小循環学会, Development of a cell culture microdevice with oxygen gradient as a model for microvascular environment

    Type of Award： Award from Japanese society, conference, symposium, etc.

  • 第二回先端フォトニクスシンポジウムポスター賞

    Tsukada Kosuke, 2011.10, 日本学術会議 総合工学委員会ICO分科会, 生体分光計測が解き明かすがんの低酸素・代謝メカニズム

    Type of Award： Award from Japanese society, conference, symposium, etc.

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Other 【 Display / hide 】

  • 　View Details

    文部科学省スーパーグローバル大学創成支援事業による海外副指導教員の受け入れ

  • 　View Details

    文部科学省スーパーグローバル大学創成支援事業による海外副指導教員の受け入れ

  • 　View Details

    文部科学省スーパーグローバル大学創成支援事業による海外副指導教員の受け入れ

  • 　View Details

    文部科学省スーパーグローバル大学創成支援事業による海外副指導教員の受け入れ

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Courses Taught 【 Display / hide 】

  • ELECTRIC CIRCUIT(LECTURE AND EXERCISE)

    2026

  • APPLIED PHYSICS AND PHYSICO-INFORMATIC PRACTICAL RESEARCH C

    2026

  • APPLIED PHYSICS AND PHYSICO-INFORMATICS LABORATORY A

    2026

  • APPLIED PHYSICS AND PHYSICO-INFORMATIC PRACTICAL RESEARCH A

    2026

  • INDEPENDENT STUDY ON FUNDAMENTAL SCIENCE AND TECHNOLOGY

    2026

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Courses Previously Taught 【 Display / hide 】

  • 物情実験C, D

    Keio University

    2016.04
    -
    2017.03
    , 

    Autumn Semester

  • バイオメカニズム

    Keio University

    2016.04
    -
    2017.03
    , 

    Autumn Semester

  • 自然科学実験

    Keio University

    2016.04
    -
    2017.03
    , 

    Spring Semester

  • 電気回路同演習

    Keio University

    2016.04
    -
    2017.03
    , 

    Spring Semester

  • 医用光工学

    Keio University

    2014.04
    -
    2015.03
    , 

    Autumn Semester, Lecture, Lecturer outside of Keio

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Social Activities 【 Display / hide 】

  • JSTグローバルサイエンスキャンパス

    2017.03
    -
    2018.03

    　View Summary

    高校生の研究活動支援

  • JSTグローバルサイエンスキャンパス

    2014.03
    -
    2015.03

    　View Summary

    高校生の研究活動支援

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Memberships in Academic Societies 【 Display / hide 】

  • 酸素ダイナミクス研究会, 

    2015.09
    -
    Present

  • 日本微小循環学会, 

    2012.03
    -
    Present

  • 応用物理学会

    　

  • 日本生体医工学会

    　

  • Biomedical Engineering Society

    　

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Committee Experiences 【 Display / hide 】

  • 2016.09
    -
    Present

    監事, 日本微小循環学会

  • 2016.09
    -
    2020.03

    監事, 日本微小循環学会

  • 2015.09
    -
    Present

    評議委員, 酸素ダイナミクス研究会

  • 2015.09
    -
    Present

    評議委員, 酸素ダイナミクス研究会

  • 2013.04
    -
    2015.03

    論文編集委員, 計測自動制御学会

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