細胞張力計測に基づく細胞の曲面形状認識・応答挙動の解析

二年度目は、培養面の曲率が血管平滑筋細胞の表現型の変化に及ぼす影響を調査した。金属の切削加工とソフトリソグラフィを組み合わせ、曲率半径50μmの半球凸面を持つシリコーンゴム製基板を作製し、その上で血管平滑筋細胞を培養した。従来、血管平滑筋細胞は、収縮型と合成型の二つの表現型を可逆的に行き来すると考えられてきた。それぞれの表現型マーカーの発現量を、免疫蛍光線色および蛍光顕微鏡観察により定量的に評価した。収縮型マーカーの発現量が培養面の曲率半径の増加に伴って単調に増加したのに対し、合成型マーカーの発現量は曲率半径の増加に伴って不規則に増減した。この結果は、培養面の曲率が血管平滑筋細胞の表現型に影響を及ぼすこと、その表現型の変化は、従来知られていた収縮型と合成型の間の単純な行き来とは異なるものであることを示唆している。さらに、切削加工により滑らかな波状やトーラス状の凸面を持つシリコーンゴム製基板を作製した。これらの構造は、同じ1/4トーラス形状の繰り返しからなり、同じ基板上に異なるガウス曲率の分布を持つ。この上で培養された血管平滑筋細胞を観察したところ、個々の細胞が持つ収縮型マーカーの量は接着部の局所的なガウス曲率に依存していた。この結果は、培養面の曲率が引き起こす細胞の表現型変化は局所的なものであり、少なくとも数百μmのスケールで連結した細胞の集団的応答ではないことを示唆している。以上の結果から、培養面の曲率が血管平滑筋細胞の表現型に及ぼす影響が定量的に明らかになった。最終年度では、曲率依存的な表現型変化を引き起こす細胞内の応答メカニズムの解明に取り組む。

二年度目は、培養面の曲率が血管平滑筋細胞の表現型の変化に及ぼす影響を調査した。金属の切削加工とソフトリソグラフィを組み合わせ、曲率半径50μmの半球凸面を持つシリコーンゴム製基板を作製し、その上で血管平滑筋細胞を培養した。従来、血管平滑筋細胞は、収縮型と合成型の二つの表現型を可逆的に行き来すると考えられてきた。それぞれの表現型マーカーの発現量を、免疫蛍光線色および蛍光顕微鏡観察により定量的に評価した。収縮型マーカーの発現量が培養面の曲率半径の増加に伴って単調に増加したのに対し、合成型マーカーの発現量は曲率半径の増加に伴って不規則に増減した。この結果は、培養面の曲率が血管平滑筋細胞の表現型に影響を及ぼすこと、その表現型の変化は、従来知られていた収縮型と合成型の間の単純な行き来とは異なるものであることを示唆している。さらに、切削加工により滑らかな波状やトーラス状の凸面を持つシリコーンゴム製基板を作製した。これらの構造は、同じ1/4トーラス形状の繰り返しからなり、同じ基板上に異なるガウス曲率の分布を持つ。この上で培養された血管平滑筋細胞を観察したところ、個々の細胞が持つ収縮型マーカーの量は接着部の局所的なガウス曲率に依存していた。この結果は、培養面の曲率が引き起こす細胞の表現型変化は局所的なものであり、少なくとも数百μmのスケールで連結した細胞の集団的応答ではないことを示唆している。以上の結果から、培養面の曲率が血管平滑筋細胞の表現型に及ぼす影響が定量的に明らかになった。最終年度では、曲率依存的な表現型変化を引き起こす細胞内の応答メカニズムの解明に取り組む。