血管内皮細胞ストレスファイバの機械-化学信号変換機能の定量的評価

血管内皮细胞应力纤维力化学信号转导功能的定量评价

• 批准号: 17700397
• 负责人: 出口 真次
• 金额: $ 2.24万
• 依托单位: Okayama University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17700397/
• 关键词: 内皮細胞; ストレスファイバ; バイオメカニクス; メカノトランスダクション; 力学特性; マイクロ・ナノバイオメカニクス; 平滑筋細胞; 力学応答; アクチンフィラメント; テンセグリティ

本研究ではまず培養血管内皮細胞から抽出したストレスファイバ(以下SF)の力学特性を計測した。続いてSFに影響を及ぼす物質として(i)SFの収縮を引き起こすATP、(ii)SFの発達を促すリゾホスファチジン酸、(iii)収縮を促進するヒスタミン、(iv)SFの主成分アクチンの脱重合を起こすサイトカラシンD、(v)収縮を抑えるイソプロテレノールをそれぞれ投与した際のSF内張力変化を調べた。SFの力学試験では、細胞に低イオン強度溶液と界面活性剤を用いた処理により細胞質を除去し、細胞外基質に物理的に結合したSFを抽出した。SFを細胞外基質から剥がして無応力状態にすると、収縮促進物質が存在しない条件においてもSFが縮む様子が確認された。このことからSFには元々、恐らくアクトミオシン活性に由来する引張ひずみが存在していることが示唆された。そこで無応力状態からSFの両端を物理的に把持して伸張し、元の長さまで戻すために必要な引張力を計測したところ平均10nN程度の値が得られた。これは過去に報告されている細胞接着斑における細胞の接着吸引力と力のオーダが等しい。従って細胞の接着吸引には、定量的に考えて、SFが支配的な力学的役割を果たしていることが考えられた。続いて、微細加工技術により作製したPDMS製複数突起上に細胞を培養し、SFを化学抽出して上記(i)から(v)の物質がSFの張力に及ぼす影響を調べた。ATPを加えた直後に上記突起がSFの長軸に沿ってたわみ、つまりSFの収縮力が増大されたことが確認された。突起のたわみに対するバネ定数を計測してSFの収縮力変化を調べたところ平均20%の収縮力上昇が得られた。他の試薬についても調査を行い、無処理の細胞に同じ物質を加えた時の変化と比較した。これらの実験からSFが上記化学物質に対して定量的にどの程度、機械的信号である張力を変化させるかが調べられた。

In this study, the mechanical properties of cultured vascular endothelial cells were measured. The SF effect and substance are (i) the contraction of SF,(ii) the formation of SF,(iii) the formation of SF,(iv) the formation of SF,(v) the formation of SF,(iv) the formation of SF,(v) the formation of SF,(iv) the formation of SF,(v) the The mechanical properties of SF are tested by low strength solution, interfacial activity, cytoplasmic removal, extracellular matrix and physical binding. The condition of SF contraction promoter in extracellular matrix was confirmed. The reason for this is that there is no such thing as an open door. The stress free state of SF is controlled by the physical stress of SF and the stress of SF is measured by the stress of SF and the stress of SF is measured by the stress of SF. This is the first time in the past that the cell has been reported to have attracted the attention of the cell. The next step is to attract, quantify, and control the mechanical effects of the cell. In addition, due to the micro-fabrication technology, cells are cultured on a plurality of PDMS protrusions, SF is chemically extracted, and the substances (i) and (v) above can regulate the tension and influence of SF. ATP increases along the long axis of SF and increases the contraction force of SF The average contraction force of SF was increased by 20%. He tried to investigate the changes in the cells without treatment. This is the first time that a chemical substance has been detected, and the first time that a mechanical signal has been detected, the first time that a chemical substance has been detected.

项目成果

Newly designed tensile test system for in vitro measurement of mechanical properties of cytoskeletal filaments

新设计的拉伸测试系统用于体外测量细胞骨架丝的机械性能

• 发表时间: 2005
• 期刊: JSME International Journal, Series C 48
• 作者: Y. Ueki;Y. Ueki;Y. Ueki;M. Nishimura;T. Ohashi;S. Sugita;M. Nishimura;S. Sugita;T. Ohashi;S. Sugita;M. Sato;K. Ito;T. Ohashi;T. Ohashi;N. Sakamoto;T. Ohashi;G. Song;T. Ohashi;T. Ohashi;M. Sato;M. Sato;K. Ito;T. Ohashi;T. Ohashi;N. Sakamoto;T. Ohashi;G. Song;K. Nagayama;S. Deguchi;N. Sakamoto;N. Sakamoto;T. Ohashi;G. Song;大橋俊朗;H. Fujiwara;T. Ohashi;T. Ohashi;H. Fujiwara;N.Sakamoto;T.Ohashi;G.Song;H.Fujiwara;K.Nagayama;S.Deguchi;S.Deguchi;S.Deguchi;N.Sakamoto;S. Deguchi;T. Ohashi;T. Fukui;S. Deguchi
• 通讯作者: S. Deguchi

Flow-induced hardening of endothelial nuclei as an intracellular stress-bearing organelle

流动诱导的内皮细胞核硬化作为细胞内的应激细胞器

• 发表时间: 2005
• 期刊: Journal of Biomechanics 38
• 作者: S Deguchi;K Maeda;T Ohashi;M Sato
• 通讯作者: M Sato

Tensile properties of single stress fibers isolated from cultured vascular smooth muscle cells

• DOI: 10.1016/j.jbiomech.2005.08.026
• 发表时间: 2006-01-01
• 期刊: JOURNAL OF BIOMECHANICS
• 影响因子: 2.4
• 作者: Deguchi, Shinji;Ohashi, Toshiro;Sato, Masaaki
• 通讯作者: Sato, Masaaki

Assessment of the mechanical properties of the nucleus inside a spherical endothelial cell based on microtensile testing

• DOI: 10.2140/jomms.2007.2.1087
• 发表时间: 2007-06-01
• 期刊: JOURNAL OF MECHANICS OF MATERIALS AND STRUCTURES
• 影响因子: 0.9
• 作者: Deguchi, Shinji;Yano, Masayuki;Tsujioka, Katsuhiko
• 通讯作者: Tsujioka, Katsuhiko

Intracellular stress transmission through actin stress fiber network in adherent vascular cells

贴壁血管细胞中肌动蛋白应力纤维网络的细胞内应力传递

• 发表时间: 2006
• 期刊: Molecular and Cellular Biomechanics (in press)
• 作者: Y. Ueki;Y. Ueki;Y. Ueki;M. Nishimura;T. Ohashi;S. Sugita;M. Nishimura;S. Sugita;T. Ohashi;S. Sugita;M. Sato;K. Ito;T. Ohashi;T. Ohashi;N. Sakamoto;T. Ohashi;G. Song;T. Ohashi;T. Ohashi;M. Sato;M. Sato;K. Ito;T. Ohashi;T. Ohashi;N. Sakamoto;T. Ohashi;G. Song;K. Nagayama;S. Deguchi;N. Sakamoto;N. Sakamoto;T. Ohashi;G. Song;大橋俊朗;H. Fujiwara;T. Ohashi;T. Ohashi;H. Fujiwara;N.Sakamoto;T.Ohashi;G.Song;H.Fujiwara;K.Nagayama;S.Deguchi;S.Deguchi;S.Deguchi
• 通讯作者: S.Deguchi