細胞内ストレスファイバーの伸展刺激による発現・消失のメカニズム

刺激细胞内应力纤维拉伸导致表达和消失的机制

基本信息

批准号：
08878130
负责人：
武政徹
金额：
$ 0.45万
依托单位：
Nippon Medical School
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
1996
资助国家：
日本
起止时间：
1996 至 1997
项目状态：
已结题

项目摘要

細胞は外界からの様々な刺激に絶えずさらされており、自らはホメオスタシン達成のためにそれらの刺激にこまめに反応している。例えば生体内の細胞は個体の運動、呼吸、拍動、成長などに伴い絶えず張力刺激を受けているが、それによって細胞同士が断裂してしまうことはない。このような機械的刺激に対する細胞内、細胞間、あるいは細胞-基質間の応答反応の研究は非常に一般的な問題にも関わらず、その例は数少ない。本研究はこの問題を研究代表者自身が開発した細胞伸展装置を使って細胞生物学的に解明しようとする事に主眼をおいている。培養細胞用律動性伸縮装置の実験対象として選んだのは血管内皮細胞である。それはこの細胞が非常に反応性に富み、元々扁平な細胞なので細胞骨格や細胞自体の形態変化が見やすいためである。上記の装置を用いて律動的に伸展・弛緩を繰り返した刺激に対して細胞及び細胞骨格がどのように応答するか調べてみた。その結果ストレスファイバーは、これまでの定説では伸展方向に対して直交すると考えられていたにもかかわらず、意外なことに張力方向とある角度を保って斜めに配向し、細胞自体の方向性もそれに追従することが本研究で明らかとなった。今年度(継続研究年度)は上記の実験での各種パラメーター(伸展率、伸縮速度、伸縮頻度、細胞外基質の種類など)を細かく変えて検討し、ストレスファイバーの角度は伸展率にのみ依存することを証明した。また斜めに配向する理論的背景についても検討した結果、ストレスファイバーは自らの長さ変化が一番小さくなる角度に配向することを明らかにした。

细胞不断暴露于外界的各种刺激中，它们经常对这些刺激反应以实现稳态。例如，活体中的细胞不断受到运动，呼吸，搏动，生长等的刺激，但是细胞不会彼此撕裂。尽管存在非常普遍的问题，但对这种机械刺激的细胞内，细胞间或细胞基底反应的研究很少。这项研究重点是尝试使用主要研究者本人开发的细胞扩展装置在细胞生物学方式中阐明这一问题。为血管内皮细胞选择了用于培养细胞的节奏拉伸装置的实验靶标。这是因为这些细胞非常活性，最初是平坦的细胞，因此在细胞骨架和细胞本身的形态变化中可以很容易地看到它们。使用上述设备，我们研究了细胞和细胞骨架如何响应节奏延伸和放松的刺激。结果，这项研究表明，尽管人们认为常规理论垂直于延伸方向，但它在张力方向上以一定角度倾斜地倾斜，并且细胞本身的方向遵循了这一点。今年（续研究年），各种参数（延长速率，拉伸速率，拉伸频率，细胞外基质的类型等）在上述实验中仔细改变，并证明应力纤维的角度仅取决于扩展率。我们还检查了倾斜取向的理论背景，并发现应力纤维以自身长度变化最小的角度定向。