Mechanisms of cellular tensional homeostasis: measurement and analysis

细胞张力稳态机制：测量和分析

基本信息

批准号：
21H03796
负责人：
出口真次
金额：
$ 11.15万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

増殖が可能な細胞には張力ホメオスタシスと呼ばれる、細胞内部の物理的な張力を一定に維持する性質が備わっている。これは細胞が周囲環境の変化に対して適応的に振る舞うための基盤となっており、その能力の不全は様々な疾患との関連をもつことが指摘されている。本年度は、前年度までに開発した改良FRAP法（Continuum mechanics-based fluorescence recovery after photobleaching, CM-FRAP法）について論文発表のための追加実験をするとともに、これまで明らかとなっていた測定精度上の問題について改良を行った。具体的には、光褪色領域の自動追跡アルゴリズムについて、測定の各時刻において測定しきい値を変更できるようにした。実験結果を新旧の方法で比較し、特に細胞骨格が入り組んだ空間領域においては新しい方法においてより高い精度で定量化できることを確認した。また、熱統計力学についても前年度までに準備をした論文について、ジャーナルでの採択に向けていくつかの対応を行った。また、細胞の張力ホメオスタシス現象において支えられる力の大きさに応じて細胞骨格の構成成分が変化する現象を相転移と見なし、材料熱力学的観点から数理モデル化を行い、その現象の背後にある物理メカニズムを説明するための解析を行った。これにより、細胞骨格が特定の構成則（力の大きさに応じて見た目の弾性率が変化すること）を仮定すると、実際の現象を論理的に説明できることを明らかにした。

增殖细胞具有维持细胞内恒定的物理张力的特性，称为张力稳态。这是细胞对周围环境变化的行为的基础，并指出它们与多种疾病相关的能力。今年，我们对改进的FRAP方法进行了其他实验（光漂白后基于连续力学的荧光恢复（CM-FRAP方法）开发到上一年，并且还改善了先前揭示的测量精度中的问题。具体而言，用于测量范围的自动跟踪算法的自动跟踪算法是使用测量方法的新方法。并确认可以使用更高的精度来量化新方法，尤其是在具有复杂的细胞骨骼的空间区域，还采取了一些措施，以准备上一年准备的论文，以准备采用该期刊的采用。从材料的热力学角度进行了数学建模，并进行了分析以解释这种现象背后的物理机制。这表明，假设细胞骨架的特定本构规则（外观模量根据力的大小而变化），则可以从逻辑上解释实际现象。