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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

基于细胞张力测量的细胞弯曲形状识别与响应行为分析

基本信息

批准号：
21K18041
负责人：
山下忠紘
金额：
$ 2.91万
依托单位：
Keio University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K18041/
关键词：
メカノバイオロジー曲率血管平滑筋細胞

项目摘要

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。

To investigate the effect of curvature of culture surface on the phenotype of vascular smooth muscle cells in the second year. Metal cutting and soft tissue assembly, curvature radius of 50μm hemisphere convex surface, thin film substrate, smooth muscle cells culture The two phenotypes of vascular smooth muscle cells are reversible. The expression, immunofluorescence and microscopical examination were evaluated quantitatively. The increase in the curvature radius of the culture surface is accompanied by the increase in the curvature radius of the culture surface, and the increase in the curvature radius of the culture surface is accompanied by the decrease in the curvature radius of the culture surface. The results showed that the curvature of the culture surface affected the phenotype of vascular smooth muscle cells, and the phenotype of vascular smooth muscle cells was changed. In addition, the cutting process is carried out in the form of a wave or a convex surface. The structure of the structure is different from that of the shape of the same 1/4. The curvature distribution of the structure is different from that of the substrate. In this way, the smooth muscle cells of the blood vessels in culture are observed to be dependent on the curvature of the cells. As a result, the curvature of the culture surface causes the phenotype of the cells to change, and the number of cells linked to each other by hundreds of microns is reduced. The results showed that the curvature of culture surface affected the phenotype and quantity of vascular smooth muscle cells. In the final year, curvature-dependent phenotypic changes are induced in the cellular response and interpretation of the selected group.