ECISを用いた流れ負荷時の培養内皮細胞のナノ/サブナノ微細挙動評価に関する研究

利用 ECIS 评估培养内皮细胞在流动加载过程中的纳米/亚纳米行为

• 批准号: 11780636
• 负责人: 片岡 則之
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: Kawasaki College of Allied Health Professions
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1999
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1999 至 2000
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-11780636/
• 关键词: 電気インピーダンス計測; 培養内皮細胞; ずり応力; 細胞間隙

研究実施2年目である本年度は、昨年度作製した培養細胞層の電気インピーダンス計測(ECIS;Electric Cell-substrate Impedance Sensing)が可能な流れ負荷システムを用いて、十分に増殖した培養内皮細胞に流れの負荷を行いつつ、インピーダンス計測を行い、流れ負荷時の内皮細胞層のバリアファンクションの変化を評価した。通常のECISの計測では、静置培養下の細胞の計測しか行うことが出来ない。本研究ではフローチャンバー設置用電極アレイ、ならびにECIS計測用のフローチャンバーの製作を行った。昨年度、本装置を用いて細胞を播種せずにインピーダンスの計測を行った結果、静置培養用電極アレイと同様の値が得られ、装置の妥当性を確認した。本年度はフローチャンバー設置用電極アレイにウシ大動脈由来培養内皮細胞を播種し、大動脈の平均的な値である2Paのずり応力を負荷した。その結果、流れ負荷直後に急激にインピーダンスが上昇し、20分程度後にはほぼ基のレベルに低下した後、さらにインピーダンスの低下が認められた。ずり応力負荷直後の急激なインピーダンスの上昇は、流路内の圧の上昇によって内皮細胞が基質面に押しつけられ、物理的な要因によるものと思われる。その後に見られたインピーダンスが徐々に低下する反応は、ずり応力の負荷によって内皮細胞が形態変化をする過程で、内皮細胞-細胞間、あるいは細胞-基質間のタンパク分布が変化して接着性が変わり、それらの反応を反映したものと思われる。本システムを用いることにより、従来は免疫染色などの結果から推論していたずり応力負荷時の内皮細胞の微細挙動を実時間で解析することが可能となった。

During the past two years of study, ECIS (Electric Cell-substrate Impedance Sensing) was conducted in the current and last year to evaluate the possible changes in flow load, ECIS measurement and ECIS changes in endothelial cell layer during flow load. Usually, ECIS measurement is performed on cells in static culture. In this study, the electrode for ECIS measurement was fabricated. Last year, the device was used to test the cells, and the results of the measurement and measurement of the cells were confirmed. This year, the average value of cultured endothelial cells in the arteries was less than 2Pa. As a result, the flow of electricity is increasing rapidly after 20 minutes, and the flow of electricity is decreasing. The rapid rise of stress after stress loading, the rise of pressure in the flow path, the pressure of endothelial cells on the matrix surface, and the physical factors are all related to the rise of stress. The changes in endothelial cell morphology, endothelial cell-to-cell and cell-to-matrix are reflected in the changes in endothelial cell adhesion and in the changes in endothelial cell morphology. The results of immunostaining were analyzed by the time analysis of endothelial cell micro-movement under stress.

项目成果

望月精一,Piter Sipkema,片岡則之,後藤真己,武本麻美,梶谷文彦: "外因性NOによる流れ依存性NO生成の抑制-テトラヒドロビオプテリンの関与-"脈管学. 41・2. 117-121 (2001)

Seiichi Mochizuki、Piter Sipkema、Noriyuki Kataoka、Maki Goto、Asami Takemoto、Fumihiko Kajitani：“外源性 NO 抑制流量依赖性 NO 产生 - 四氢生物蝶呤的参与 -”血管学 41・2。

梶谷文彦,望月精一,松本健志,片岡則之: "バイオミメティックスハンドブック(第3章、第3節 バイオレオロジー)"エヌ・ティー・エス. 1250 (2000)

Fumihiko Kajitani、Seiichi Mochizuki、Kenji Matsumoto、Noriyuki Kataoka：“仿生学手册（第 3 章，第 3 节生物流变学）”NTS 1250 (2000)。

梶谷文彦,片岡則之: "レオロジー因子と心疾患"臨床成人病. 30・2. 227-232 (2000)

Fumihiko Kajitani、Noriyuki Kataoka：“流变因素和心脏病”《临床成人疾病》30・2（2000）。

M.Sato,N.Kataoka,K.Hashimoto,M.Imamura: "Mechanical stress and actin filament dynamics in cultured endothelial cell"Tissue Engineering of Therapeutic Use. 4. 121-130 (2001)

M.Sato、N.Kataoka、K.Hashimoto、M.Imamura：“培养内皮细胞中的机械应力和肌动蛋白丝动力学”治疗用途的组织工程。

片岡則之,望月精一,小笠原康夫,梶谷文彦: "レーザーピンセットを利用したマニピュレートシステムによる力学刺激負荷に対する培養内皮細胞の応答解析"第13回バイオエンジニアリング講演会講演論文集. 164-165 (2001)

Noriyuki Kataoka，Seiichi Mochizuki，Yasuo Ogasawara，Fumihiko Kajitani：“使用激光镊子的操纵系统对培养的内皮细胞对机械刺激负载的响应分析”第13届生物工程会议记录164-165（2001））。