多層化筋線維形成における細胞間ネットワーク解析

多层肌纤维形成中的细胞间网络分析

基本信息

批准号：
19021014
负责人：
斉藤美佳子
金额：
$ 3.01万
依托单位：
Tokyo University of Agriculture and Technology
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：
2007
资助国家：
日本
起止时间：
2007 至 2008
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19021014/
关键词：
多層化筋線維 ES細胞細胞間連絡

项目摘要

心筋は心臓のみに、骨格筋は筋肉に見られる筋線維が網状につながった筋組織である。心臓および骨格筋の発生過程において、筋線維に分化した後ギャップ結合を形成することで、細胞間のネットワークを形成し、最終的に筋組織として同期した拍動を行うと考えられる。発生学的にそのメカニズムの解析は重要であるが、その解析手法がなかった。そこで本研究において、ES細胞から筋線維を分化誘導し、その過程において、筋組織中の単一細胞に、マイクロインジェクション法により種々の物質を導入することで細胞間ネットワーク形成におけるギャップ結合の役割を解析することを究極の目的としている。昨年度までに、マイクロインジェクションに用いるキャピラリーの最適設計、多層化筋線維の拍動パターンを拍動数、拍動の強さに着目して解析した。また、単一筋線維前駆様細胞へEGFP遺伝子を導入し、その後の成長を解析した。そこで、本年度は、単一の筋線維細胞へ種々の物質を導入しギャップ結合を解析することとした。具体的には、拍動が同期している組織中の単一細胞に対して、単一細胞操作支援ロボットを用い、低分子蛍光色素を導入することにより、蛍光を発するエリアと拍動エリアの関係を解析した。その結果、低分子色素の拡散を確認することができた。そこで、種々の大きさの蛍光分子を単一細胞へ導入し、その色素の広がりを解析したところ、デキストランのような高分子(M.W.3.000)の場合では、導入した部位にとどまり色素の拡散は生じなかった。一方、分子量が643のアレクサ488の場合では、色素が広範囲に拡散していく様子が確認された。しかし、拡散の状態は必ずしも一様ではなかったことから、低分子な色素が拡散可能な穴は、常に開いているあるいは閉じている状態というわけではなく、その時の細胞の状態に応じて開いたり閉じたりしているのではないか、と考えられた。

心肌仅是心脏，骨骼肌是肌肉组织，其中肌肉中发现的肌肉纤维以网状形式连接。在心脏和骨骼肌的发育过程中，分化为肌肉纤维，在细胞之间形成网络并最终脉动同步为肌肉组织后形成间隙连接。从胚胎学上讲，对机制的分析很重要，但是没有分析方法。因此，在这项研究中，最终目标是通过使用微注射方法将各种物质引入肌肉组织中的单个细胞中，从而诱导肌肉纤维与ES细胞的分化，并分析间隙连接在形成细胞间网络中的作用。直到去年，我们分析了用于显微注射的毛细血管的最佳设计和多层肌肉纤维的脉动模式，重点是节拍的数量和节拍的强度。此外，将EGFP基因引入单肌纤维祖细胞中，并分析了随后的生长。因此，今年，我们决定将各种物质引入单个肌肉纤维细胞中，以分析间隙连接。具体而言，单个细胞操作支持机器人被用于将小分子荧光染料引入与节拍同步的组织中的单个细胞中，并分析了荧光面积与脉动面积之间的关系。结果，确认了小分子染料的扩散。因此，将各种大小的荧光分子引入单个细胞中，并分析了染料的扩散。对于聚合物（例如葡聚糖）（M.W.3.000），它留在引入染料的位置，没有散布染料。另一方面，在Alexa 488的情况下，分子量为643，可以证实染料在较大面积上扩散。但是，由于扩散状态并不总是均匀的，因此人们认为可以扩散小分子染料的孔并不总是打开或封闭，而是根据当时的细胞状态开放和封闭。