培養線維芽細胞の力学的環境への機能的適応過程

培养成纤维细胞对机械环境的功能适应过程

基本信息

批准号：
05221216
负责人：
高久田和夫
金额：
$ 1.79万
依托单位：
Tokyo Medical and Dental University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
1993
资助国家：
日本
起止时间：
1993 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-05221216/
关键词：
生体力学線維組織培養線維芽細胞力学的環境機能的適応

项目摘要

線維芽細胞をコラーゲンゲル内で培養し,機械的刺激のもとでの細胞の挙動を顕微鏡用VTR装置にて観察した.細胞が力学的環境を認識する機序,および細胞の張力発現などの機械的応答の過程について検討した結果,以下のことが明らかとなった.1.細胞が増殖し張力を発現しているコラーゲンゲルにメスで切れ目を入れ,張力の解放にともなう細胞の挙動を観察した.切れ目に垂直に並んでいた細胞は,時間の経過とともに切れ目に平行に配列した.この配向はゲル内の引張応力方向に一致するものであるが,個々の細胞が応力方向を認識するというよりも,細胞の発現する引張応力による全体的なコラーゲンゲルの収縮の寄与が最も大きく,さらに細胞の遊走や増殖の効果も働くものと判断された.実際に細胞数が少ない場合には配向は見られず,多数の細胞が協調して生じる力学的なオートクリン効果とも言える現象であることが明らかにされた.2.コラーゲンゲルのクランプ治具を製作し,細胞に繰返し伸縮の刺激を与えた際の力学的効果を調べた.培養期間の経過とともに細胞は応力方向に配向しマトリックスの剛性は上昇するが,静置群と比較して伸縮群では細胞の配向も剛性の上昇も顕著であり,細胞が培養下でも力学的環境に応じて適応することが確かめられた.3.上の実験で得られた試験片を引張試験し,培養組織の力学的性質が力学的環境に応じてどのように変化するかを定量的に調べた.弾性係数と最大引張応力の両者とも,伸縮群が静置群よりも顕著に大きかった.しかし培養期間が長くなると組織内での弾性係数の不均一性が著しくなり,引張試験を行うことができなくなった.顕微鏡下で微細組織の引張試験を行えばこのような困難は避けられるので,今後はこの点について改良を加える予定である.

在胶原蛋白凝胶中培养成纤维细胞，并使用微观VTR装置观察到机械刺激下的细胞行为。通过检查细胞识别机械环境和机械反应的过程（例如细胞中张力表达）的机制，显示了以下内容：1。将雌性切割在胶原蛋白凝胶上，其中细胞增殖和拉伸性，并在释放张力时观察到细胞的行为。在切割中垂直排列的细胞是随着时间的推移与切割平行的排列。这种取向与凝胶内的拉伸应力方向一致，但是单个细胞识别压力方向，而是确定总体胶原蛋白凝胶收缩有助于细胞表达的拉伸应力，并且细胞迁移和增殖的效果也起着作用。实际上，当细胞数量较小时，未观察到方向，并且也称为与许多细胞合作发生的动态自分泌作用。据透露，这种现象是可能的。2。制造了用于胶原蛋白凝胶的夹具夹具，并研究了反复施加拉伸的机械效应。在整个培养期间，将细胞定向在应力方向上，并且基质的刚度增加，但是与静态组相比，拉伸组的细胞方向和刚度显着增加，并且可以证实，即使在培养基下，细胞也会根据机械环境而适应。在上述实验中获得的标本进行了拉伸测试。我们定量研究了培养组织的机械性能如何根据机械环境而变化。拉伸组的弹性模量和最大拉伸应力都比静态组明显大。但是，随着培养期更长，组织内弹性模量的异质性变得更加明显，因此无法进行拉伸测试。可以通过对显微镜下的显微结构进行拉伸测试来避免这种困难，因此我们计划将来改善这一点。