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興奮性細胞の揺らぎのダイナミクス-単一細胞解析によるアプローチ

兴奋性细胞波动的动力学——单细胞分析方法

基本信息

批准号：
19031010
负责人：
原田崇広
金额：
$ 5.57万
依托单位：
University of Fukui
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

项目摘要

我々は前年度に, ラット新生仔より単離した培養心筋細胞の拍動タイミングの統計的性質を, 特にその長時間スケールでの振る舞いに着目して調べ, その結果, 拍動タイミングにべき的な長時間相関が見られることを発見した. 本年度は, 単一細胞レベルでの自発的拍動タイミングの統計的性質についての特徴付けを進め, さらにべき的長時間相関が生じるメカニズムを探った. その結果, 拍動タイミングのべき的長時間相関およびマルチフラクタル性は, 細胞の結合数などに依存せずに一般的に見られる性質であることが分かった(Biophysical Journalに論文発表). その後, 温度などの培養条件や, 細胞の種類を変えて同様の実験を行ったところ, 長時間スケールにおける統計的性質はほぼ不変に保たれることが明らかになった. 以上の事より, 長時間スケールのべき的相関は幅広い条件下で見られる頑強な性質であることが明らかになった(T. Yokogawa and T. Harada, 論文投稿中).以上の研究に加えて, 拍動タイミングのべき的長時間相関が発生するメカニズムを明らかにするため, 薬剤処理の効果の検討, および細胞内因子の可視化を進めた. その結果, タンパク質合成阻害剤の存在下では, ゆらぎの長時間相関が失われることが明らかになり, 拍動という細胞機能の揺らぎが遺伝子発現の揺らぎと関係していることが分かった. さらに, 細胞の代謝状態の揺らぎを調べるために, 細胞内ATP濃度の可視化を行い, 細胞の代謝状態をある程度モニターできることを確認できた. 今後こうした手法を用いて, 細胞機能と遺伝子発現状態や代謝状態との関連を探る.

In the past year, the statistical properties of the beating process of cultured cardiac muscle cells were studied. In particular, the results showed that the long-term correlation of the beating process was observed. This year, the statistical properties of a single cell's self-generated beat pattern were further explored, and the long-term correlation of the cell's self-generated beat pattern was explored. As a result, the long-term correlation between the number of cell combinations and the number of cell combinations depends on the properties of the cell combinations. After the temperature changes, the culture conditions change, the cell type changes, the same behavior changes, and the statistical properties change for a long time. For the above reasons, the correlation between the long time and the long time is very strong under the condition of T. Yokogawa and T. Harada, paper submission). The above studies add to the development of long-term correlations between cell growth and development, and to the investigation of the effects of drug treatment and the visualization of intracellular factors. As a result, in the presence of a substance synthesis inhibitor, the long-term correlation between the two substances is lost. In addition, when the metabolic state of the cell is adjusted, the intracellular ATP concentration is visualized, and the degree to which the metabolic state of the cell is monitored is confirmed. In the future, we will explore the relationship between cell function, gene expression and metabolism.