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。

通过注意肌腱细胞中机械响应的钙离子通道受体的Piezo1，分析了机械刺激对干细胞肌腱分化的影响。 C3H10T1/2细胞，衍生自小鼠肢体芽的间充质干细胞用作干细胞。首先，当将多个机械刺激条件应用于C3H10T1/2细胞时，我们发现runx2表达的高刺激（高CTS）峰和SCX表达的低CTS峰。该结果表明，从周围细胞环境中收到的刺激强度可能会影响间充质干细胞的骨骼和肌腱分化。此外，当使用激动剂Yoda1在C3H10T1/2细胞中调节压电1活性，并以不同的硬度在凝胶上进一步培养细胞时，可以证实，随着刺激的浓度相同，凝胶的硬度越低，肌腱相关基因的硬度越低，相关基因的硬度就会增加，并且凝胶的硬度较高，硬度较高，硬度较高。这些结果表明，分化的方向可以通过干细胞从周围环境中获得的机械刺激的差异来调节。目前，我们正在考虑使用ST-140-10机械拉伸系统（STREX）在机械应力下在三维培养系统中拉伸的最佳凝胶浓度条件。在第二年，我们将尝试在机械应力下生成这种三维培养系统的组织，并评估其特性并研究其作为医疗工具的潜力。