胎生期頭部の脳と頭皮の力学的相互作用：脳壁強度保証の機構と頭皮の張力依存的発生

頭蓋骨未形成期の脳と周囲組織の間の力学的な伸展・押し込めの関係と協働性に関し、頭皮の張力が脳発生に果たす役割の一端を見出し、頭皮の収縮による脳への拘束と脳の拡張による受動伸展へのリコイルとの相互関係があり、胎生13日目マウス胚頭部での力学的均衡は約77-93Paだった(Tsujikawa et al., 2022)。それを受け、(疑問1)頭皮の拘束に対し耐え・自らを守る力学的強度を脳はどう担保するのか、(疑問2)脳の拡大に起因する頭皮の伸長・張力発生は頭皮細胞の増殖・分化にどう影響するか、を追究する研究である。本年度は(疑問2)に関して、頭皮に着目して頭皮と脳室の関係性を調べた。これまで、脳脊髄液の増加で脳室内圧が上昇して脳胞を積極的に拡張すると考えられてきた(Jelinek et, al., 1968, Desmond et, al., 2005, Garcia et, al., 2019)が、頭皮から脳への拘束も脳室内圧に影響すると考え、先行研究(Jelinek et, al., 1970)を基に差圧計を作った。胎生12日から15日のマウス胚で、無処置のほか頭皮に外科的・薬剤的処置後の脳室内圧を測定した。得た圧は(疑問1)に関して、成長中の脳が頭皮の拘束を受け・耐える力とみなせる。脳組織をスライスの形状に切り出すとパリウムが脳室側に巻く現象がみられ、これは脳が外力に耐え形状維持のために蓄えていた力の解放と考えられたことから、植物が種子を播種する力を測定した研究(Deegan et, al., 2012)を参考に力の定量化を試みた。バネ定数を求めた極細ガラス針を脳組織スライスのパリウムの巻きに当てて、針が受け止めた力と壁の曲がりの阻止度を求め、組織が発揮する最大の曲がり力を求める。測定装置を構築し、現在は測定を試行中である。

頭蓋骨未形成期の脳と周囲組織の間の力学的な伸展・押し込めの関係と協働性に関し、頭皮の張力が脳発生に果たす役割の一端を見出し、頭皮の収縮による脳への拘束と脳の拡張による受動伸展へのリコイルとの相互関係があり、胎生13日目マウス胚頭部での力学的均衡は約77-93Paだった(Tsujikawa et al., 2022)。それを受け、(疑問1)頭皮の拘束に対し耐え・自らを守る力学的強度を脳はどう担保するのか、(疑問2)脳の拡大に起因する頭皮の伸長・張力発生は頭皮細胞の増殖・分化にどう影響するか、を追究する研究である。本年度は(疑問2)に関して、頭皮に着目して頭皮と脳室の関係性を調べた。これまで、脳脊髄液の増加で脳室内圧が上昇して脳胞を積極的に拡張すると考えられてきた(Jelinek et, al., 1968, Desmond et, al., 2005, Garcia et, al., 2019)が、頭皮から脳への拘束も脳室内圧に影響すると考え、先行研究(Jelinek et, al., 1970)を基に差圧計を作った。胎生12日から15日のマウス胚で、無処置のほか頭皮に外科的・薬剤的処置後の脳室内圧を測定した。得た圧は(疑問1)に関して、成長中の脳が頭皮の拘束を受け・耐える力とみなせる。脳組織をスライスの形状に切り出すとパリウムが脳室側に巻く現象がみられ、これは脳が外力に耐え形状維持のために蓄えていた力の解放と考えられたことから、植物が種子を播種する力を測定した研究(Deegan et, al., 2012)を参考に力の定量化を試みた。バネ定数を求めた極細ガラス針を脳組織スライスのパリウムの巻きに当てて、針が受け止めた力と壁の曲がりの阻止度を求め、組織が発揮する最大の曲がり力を求める。測定装置を構築し、現在は測定を試行中である。