メカニカルストレス応答調整を介した効率的な腱細胞誘導法の確立

通过机械应力响应调整建立高效的榫槽引导方法

• 批准号: 22K20940
• 负责人: 中道 亮
• 金额: $ 1.83万
• 依托单位: Okayama University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-08-31 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K20940/
• 关键词: 幹細胞; 機械刺激応答; 腱分化

幹細胞の腱分化における機械刺激の影響について、腱細胞における機械応答性カルシウムイオンチャネルレセプターであるPIEZO1に注目をして解析を行った。幹細胞として、マウス肢芽由来の間葉系幹細胞であるC3H10T1/2細胞を用いた。まずC3H10T1/2 細胞に複数の機械刺激条件を与えたところ、高刺激 (high CTS)でRunx2の発現のピークが、低刺激(low CTS)でScxの発現のピークが生じることを見出した。この結果は細胞周囲環境から受ける刺激強度が間葉系幹細胞の骨分化、腱分化に影響を与える可能性を示唆している。さらに、C3H10T1/2 細胞にPIEZO1の活性調整を、アゴニストであるYoda1を用い、さらに細胞を硬度の異なるゲル上で培養しながらこの調整を行ったところ、同濃度の刺激ではゲルの硬度が低いほど腱関連遺伝子が、硬度が高いほど骨関連遺伝子の発現が上昇する傾向にあることが確認された。これらの結果は、幹細胞が周囲環境から受ける機械刺激の違いにより分化方向が調整される可能性が示された。現在は、ST-140-10 mechanical stretch system(STREX)を用いたメカニカルストレス下三次元培養システムで伸展培養を行うための最適なゲルの濃度条件を検討している。２年次はこのメカニカルストレス下三次元培養システムの組織生成を試み、その性状の評価を行うとともに医療ツールとしての可能性を検討していく。

我们分析了机械刺激对干细胞肌腱分化的影响，重点关注肌腱细胞中的机械响应钙离子通道受体 PIEZO1。使用来自小鼠肢芽的间充质干细胞C3H10T1/2细胞作为干细胞。首先，当C3H10T1/2细胞受到多种机械刺激条件时，他们发现Runx2的表达在高刺激（高CTS）时达到峰值，而Scx的表达在低刺激（低CTS）时达到峰值。这一结果表明，从周围环境接收到的刺激强度可能会影响间充质干细胞的成骨和肌腱分化。此外，当我们使用激动剂Yoda1调节C3H10T1/2细胞中PIEZO1的活性，同时在不同硬度的凝胶上培养细胞时，我们发现，在相同浓度的刺激下，凝胶硬度越低，凝胶硬度也越低。证实肌腱相关基因的硬度越高，骨相关基因的表达量越高。这些结果表明干细胞的分化方向可能受到周围环境机械刺激差异的调节。目前，我们正在使用 ST-140-10 机械拉伸系统 (STREX) 研究机械应力下三维培养系统中拉伸培养的最佳凝胶浓度条件。第二年，我们将尝试使用这种三维培养系统在机械应力下生成组织，评估其特性，并检验其作为医疗工具的潜力。