電極-細胞間シンクロナイゼーションに基づく細胞内情報ネットワーク制御系の構築

基于电极-细胞同步的细胞内信息网络控制系统的构建

• 批准号: 11167226
• 负责人: 相澤 益男
• 金额: $ 8.13万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
• 财政年份: 1999
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1999 至 2002
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11167226/
• 关键词: グリア細胞; 繊維芽細胞; 電気刺激; hsp70プロモーター; ルシフェラーゼ; 環境応答細胞; NGF; c-jun; c-fos; PKC; 遺伝情報発現

「電極-細胞間シンクロナイゼーションに基づく細胞内情報ネットワーク制御系の構築」を目的とし、電気刺激にシンクロナイズして活性化する遺伝子プロモーターを同定した。低周波微小電圧刺激によって細胞内の遺伝子発現が活性化される現象は、種々の細胞について認められる。また、電気刺激に応答して活性化されるプロモーターも見出されるようになった。このなかで、hsp70プロモーターは、電気刺激応答性のプロモーターであることが見出された。すなわち、低周波微小電圧で細胞を刺激すると、hsp70プロモーターが活性化され、刺激後6時間後に転写されたmRNA量が最大となることを見出した。このプロモーターの活性化により、HSP70タンパク質の産生を誘導できることが確認された。そこで、hsp70プロモーターの下流にルシフェラーゼ遺伝子を挿入したプラスミドpLHSEU4を構築し、このプラスミドで形質転換したマウス繊維芽細胞に電気刺激を印加して、レポーター遺伝子ルシフェラーゼの発現誘導を検討した。その結果明らかにルシフェラーゼの発現は、電気的刺激によって活性化された。しかも、熱刺激よりも、電気的刺激によってhsp70の発現は顕著に増大した。また印加する電位強度や印加時間の変化に応答して、発現するルシフェラーゼ活性量も変化することが見出された。以上の例によって代表されるように、電気刺激などの物理的刺激に応答するプロモーターをプラスミドに導入することによって種々の刺激に応答する「環境応答細胞」を構築できることが示された。

"Electrode-cell interaction, cellular signaling, and control system construction," the purpose of electrical stimulation, activation of the gene interaction, is to determine the same. Low frequency micro-voltage stimulation can activate the gene expression in cells, and the gene expression in cells can also be activated. The electrical stimulation is activated in the presence of a catalyst. HSP70 is a very sensitive and sensitive material. After stimulation with low frequency and low voltage, hsp70 was activated, and the mRNA content reached the maximum after 6 hours of stimulation. The activation of HSP70 and the production of HSP70 were confirmed. For this reason, a plug station pLHSEU4 was constructed in which the downstream gene of the hsp70 plug station is inserted. This plug station allows the physical and chemical transformation of the stem cells to be stimulated by electrical stimulation, and the induction of the expression of the gene of the plug station is discussed. As a result, the activity of the enzyme was activated by electrical stimulation. HSP70 is a highly reactive, thermal and electrical stimulus. The change of potential intensity and time is observed. The above examples represent the construction of "environmental response cells" in response to electrical stimulation and physical stimulation.

项目成果

Y.Yanagida,M.Aizawa, et al.: "Electrically Stimulated Induction of hsp 70 Gene Expression in Mouse Astroglia and Fibrobrast Cells"Journal of Biotechnology. 79・1. 53-61 (2000)

Y. Yanagida、M. Aizawa 等人：“小鼠星形胶质细胞和成纤维细胞中 hsp 70 基因表达的电刺激诱导”，《生物技术杂志》79・1（2000 年）。

Y. Yanagida, M. Aizawa, et al.: "Electrically Stimulated Induction of hsp70 Gene Expression in Mouse Astroglia and Fabrobrast Cells"Journal of Biotechnology. (印刷中).

Y. Yanagida、M. Aizawa 等人：“小鼠星状胶质细胞和 Fabroblast 细胞中 hsp70 基因表达的电刺激诱导”生物技术杂志（正在出版）。