外有毛細胞のmotilityにより発生する力の計測

测量外毛细胞运动产生的力

• 批准号: 12877267
• 负责人: 和田 仁
• 金额: $ 1.54万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2000
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2000 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12877267/
• 关键词: 外有毛細胞; 力発生メカニズム; 伸縮運動; 拘束力

ヒトの聴覚は鋭敏な判別機能を有する.この機能は,聴覚の感覚細胞である外有毛細胞(Outer Hair Cell:OHC)のmotility,すなわち可動性に基づく,内耳蝸牛の増幅機構により達成されていると考えられている.これまで,増幅機構解明にあたり,単離した外有毛細胞の可動性計測に関する研究は多く行われてきた.しかし,実際には細胞は生体内で拘束された状態にあると考えられており,拘束された細胞の伸縮運動,さらにはそれに伴い発生する力は不明である.そこで本研究では,拘束された単離外有毛細胞が発生する変位および力を計測するシステムを以下のように構築した.1.微小電極製作装置を用いガラス管を引き伸ばすことにより,外有毛細胞が発生する力計測用プローブを作製した.さらに,既知のスティフネスを有するプローブと作製したプローブの先端を互いに合わせて力を負荷し,その際のたわみ量を比較することにより,作製した力計測用プローブのスティフネスを求めた.2.力計測用プローブをナノメートル・オーダで駆動するために,圧電アクチュエータを用いてプローブ駆動用マニピュレータを作製した.作製したマニピュレータを用いることにより,プローブ先端を,最小数100ナノメートルで位置決めすることができ,さらに100pN程度の力を細胞に負荷することが可能である.現在は構築した計測装置を用い,外有毛細胞に拘束力を負荷した際,細胞の伸縮運動および発生する力の計測を試みている.

人类的听觉具有灵敏的辨别功能，这种功能是由外毛细胞（即听觉感觉细胞）执行的。据认为，这是通过内耳耳蜗中基于外毛细胞（OHC）的运动性（流动性）的放大机制来实现的。迄今为止，为了阐明放大机制，已经进行了测量然而，实际上，细胞被认为在体内处于受限状态，并且受限制的细胞的伸长和收缩运动以及它们产生的力是未知的，因此，在本研究中，我们构建了一个系统来测量受限制的孤立外毛细胞产生的位移和力，如下所示。使用微电极制造装置拉伸玻璃管，我们制造了由外毛细胞产生的力测量探针。通过向所制作的探针尖端施加力并比较此时的偏转量来确定测力探针的刚度。为了在纳米级上驱动探针，设计了用于驱动探针的机械手。使用压电致动器创建。通过使用制造的操纵器，可以将探针尖端定位在几百纳米的最小距离内，并且还可以向细胞施加约100pN的力，当对外毛细胞施加约束力时，我们正在尝试测量细胞的扩张和收缩运动以及产生的力。