引張応力および静水圧下における培養細胞の力学刺激受容の時空間的解析

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上皮組織は生活する上で様々な引っ張り刺激を受けている．このような引っ張り刺激にデスモゾームや接着ジャンクションが応答し，上皮細胞の機能のコントロールや上皮組織の形成のコントロールに影響を及ぼしている可能性が指摘されている．本研究では，上皮細胞に引っ張り刺激を負荷することにより，デスモゾームや接着ジャンクションの構造や活性に及ぼす影響を検出することを目的とした．表皮細胞として，ヒトの樹立細胞であるHaCat細胞を用いた．HaCat細胞の引っ張り刺激を負荷する装置としてFlexCellシステムを用いた．周波数1Hz，12%引っ張りを2時間，および4時間負荷したところ，ケラチノサイトは引っ張り方向と直角にそのオリエンテーションを変化させ，また形態自体も細長くなった．周波数1Hz，12%引っ張りを2時間，および4時間負荷し，細胞・細胞接着タンパクであるBeta-catenin and E-cadherin，そしてplakoglobinの存在を，細胞の境界領域と細胞質領域に分けて定量化したところ，引っ張り応力負荷による変化は観察されなかった．引っ張り負荷の周波数，ひずみ量を変化させながら，細胞・細胞接着タンパクであるBeta-catenin and E-cadherin，そしてplakoglobinの産生量の変化を定量化した．その結果，引っ張り応力負荷による産生量の有意な変化は観察されなかった．引っ張り刺激を負荷するシステムとしてFLEXCER SYSTEMを用いたが，引っ張りを受ける培養表面を観察すると，細胞の形態変化が観察される部分とそうでない部分があることが判明した．そして，形態変化が生ずる領域の細胞のみを処理して，細胞・細胞接着タンパクであるBeta-catenin and E-cadherin，そしてplakoglobinの産生量の変化を定量化すると， E-cadherin において産生量の変化を見いだした．