細胞骨格の病変や化学物質が筋肉の機械特性に及ぼす効果の研究

细胞骨架病变和化学物质对肌肉力学性能影响的研究

基本信息

批准号：
13F03799
负责人：
藤田博之
金额：
$ 1.47万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2013
资助国家：
日本
起止时间：
2013-04-01 至 2016-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

筋ジストロフィーに代表される筋原性ミオパチーは、筋肉（骨格筋）が委縮して徐々に筋力を失う難病である。本研究は、最先端のマイクロ・ナノ加工技術を用いて製作したMEMSピンセットを用いて、障害性筋原線維の機械特性を定量計測する方法を開発し、健康な組織との差異を明らかにする目的で行った。MEMSピンセットは単一細胞を把持し、非侵襲的な機械特性計測や細胞ハンドリングができる独自のツールであり、単一細胞レベルでの細胞機械特性と病態を統合してメカノバイオロジーに関する新たな知見を提供できる。（１）計測系の構築まず、MEMSピンセットを培養した筋原線維に接近させて把持し、その収縮特性や剛性・粘弾性などの機械特性を測る実験系を構築した。培養基板に付着した細胞に対してピンセットを安全に接近させ、それをピンセットで挟んで機械特性を測れるように実験装置を改良した。ピンセットの位置と、ガラス基板上に接着した細胞の位置を自動的に合わせる装置と制御系を作り、動作を確認した。さらに、薄膜トランジスタと透明な電極を集積化したディスプレイ用の基板をもとに、その表面で培養した細胞に電気的な刺激を与えられる新しい細胞培養基板を作成した。細胞と同程度の大きさの電極を、基板上に稠密な二次元アレイとして配置し、集積した薄膜トランジスタによって個々の電極を選んでそこに電気刺激を与えることができる。また電極間に形成した交流電界の力で、細胞をどちらかの電極に吸引し、固定できた。（２）病理モデル筋原線維の培養まず、筋芽細胞を培養して筋細胞に分化させ、筋原線維を得る安定した手順を確立した。すなわち培養ラインとして確立されている筋芽細胞に、筋障害を引き起こす原因となる遺伝子変異を導入し、さらに分化誘導因子を培養液に入れることで筋細胞、筋原線維へと分化させることに成功した。上記の計測系が適用可能な試料を準備できた。

肌肌病以肌肉营养不良为代表，是一种无法治愈的疾病，其中肌肉（骨骼肌）逐渐失去肌肉力量。进行这项研究的目的是使用使用尖端的微纳机械技术制造的MEMS镊子定量测量肌原纤维受损的机械性能，并阐明与健康组织的差异。 MEMS镊子是可以掌握单个细胞并测量和处理非侵入性机械性能的独特工具，并且可以在单细胞水平上整合细胞机械性能和病理学，以提供对机械生物学的新见解。（1）首先构建了测量系统的构建，构建了一个实验系统，以测量MEMS镊子的收缩特性，刚度和粘弹性等机械性能，首先将其抓住在培养的肌原纤维中。改进了实验装置，以便可以将镊子安全接近附着在培养基基板上的细胞，并夹在它们之间以测量机械性能。创建了一个设备和控制系统，以自动使镊子的位置与粘附在玻璃基板上的单元的位置对齐，并确认了操作。此外，创建了一种新的细胞培养底物，该基材基于显示底物，在该底物中，整合了薄膜晶体管和透明电极，该电极被电气刺激到在细胞表面培养的细胞上。与电池相似的电极可以作为密集的二维阵列放置在基板上，并且可以通过集成的薄膜晶体管选择单个电极并进行电刺激。此外，将细胞吸入电极并由电极之间形成的交流电场的力固定。（2）病理模型：在不培养成肌细胞的情况下，培养成肌细胞并区分了肌细胞，并建立了稳定的手术以获得肌纤维。换句话说，将导致成肌细胞的遗传突变被引入成肌细胞中，并通过在培养基中添加分化诱导剂，将分化为肌细胞和肌膜纤维。已经准备了上述测量系统的样品。

项目成果

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专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Electronic Device from TF T Display for Applications on Biological Cells

TFT Display 的电子设备在生物细胞上的应用

DOI：
发表时间：
2015
期刊：
影响因子：
0
作者：
Tixier-Mita A;Ihida S;Segard BD;Cathcart GA;Takahashi T;Fujita H;Toshiyoshi H
通讯作者：
Toshiyoshi H

N-acetyl-L-cysteine prevents stress-induced desmin aggregation in cellular models of desminopathy.

DOI：
10.1371/journal.pone.0076361
发表时间：
2013
期刊：
PloS one
影响因子：
3.7
作者：
Segard BD;Delort F;Bailleux V;Simon S;Leccia E;Gausseres B;Briki F;Vicart P;Batonnet-Pichon S
通讯作者：
Batonnet-Pichon S

Impact of Environmental Stress and New Models fo r Pathophysiological and T herapeutic Studies of Des minopathies

环境压力的影响以及断丝病病理生理学和治疗研究的新模型