引張応力および静水圧下における培養細胞の力学刺激受容の時空間的解析

拉伸应力和静水压下培养细胞机械刺激接收的时空分析

• 批准号: 15F15104
• 负责人: 牛田 多加志
• 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: 2015
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2015-04-24 至 2017-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15F15104/
• 关键词: メカニカルストレス; 表皮細胞; 動的ひずみ負荷; リアルタイムイメージング; 静水圧負荷

上皮組織は生活する上で様々な引っ張り刺激を受けている．このような引っ張り刺激にデスモゾームや接着ジャンクションが応答し，上皮細胞の機能のコントロールや上皮組織の形成のコントロールに影響を及ぼしている可能性が指摘されている．本研究では，上皮細胞に引っ張り刺激を負荷することにより，デスモゾームや接着ジャンクションの構造や活性に及ぼす影響を検出することを目的とした．表皮細胞として，ヒトの樹立細胞であるHaCat細胞を用いた．HaCat細胞の引っ張り刺激を負荷する装置としてFlexCellシステムを用いた．周波数1Hz，12%引っ張りを2時間，および4時間負荷したところ，ケラチノサイトは引っ張り方向と直角にそのオリエンテーションを変化させ，また形態自体も細長くなった．周波数1Hz，12%引っ張りを2時間，および4時間負荷し，細胞・細胞接着タンパクであるBeta-catenin and E-cadherin，そしてplakoglobinの存在を，細胞の境界領域と細胞質領域に分けて定量化したところ，引っ張り応力負荷による変化は観察されなかった．引っ張り負荷の周波数，ひずみ量を変化させながら，細胞・細胞接着タンパクであるBeta-catenin and E-cadherin，そしてplakoglobinの産生量の変化を定量化した．その結果，引っ張り応力負荷による産生量の有意な変化は観察されなかった．引っ張り刺激を負荷するシステムとしてFLEXCER SYSTEMを用いたが，引っ張りを受ける培養表面を観察すると，細胞の形態変化が観察される部分とそうでない部分があることが判明した．そして，形態変化が生ずる領域の細胞のみを処理して，細胞・細胞接着タンパクであるBeta-catenin and E-cadherin，そしてplakoglobinの産生量の変化を定量化すると， E-cadherin において産生量の変化を見いだした．

在日常生活中，上皮组织受到各种拉伸刺激。已经指出，脱糖体和粘附连接对这种拉伸刺激有反应，这可能会影响上皮细胞功能的控制和上皮组织的形成。这项研究旨在通过将拉伸刺激在上皮细胞上加载，检测脱骨体和粘附连接对脱骨体和粘附连接的结构和活性的影响。 HACAT细胞是人类已建立的细胞，用作表皮细胞。弹性系统被用作加载HACAT细胞的拉动刺激的装置。在加载1Hz频率为12％的1Hz频率为2小时4小时后，角质形成细胞以直角与拉力方向更改其方向，形态本身变得伸长。当细胞细胞粘附蛋白β-蛋白质蛋白质β-蛋白质，e-钙粘蛋白和plakoglobin的存在通过将细胞边界和细胞质区域的1Hz频率分配为12％的拉力，而由于拉伸应力载荷而没有观察到变化。在改变拉伸负荷的频率和应变的同时，对细胞细胞粘附蛋白β-catenin和e-钙粘蛋白和plakoglobin的产生变化进行了量化。结果，没有观察到由于拉伸应力负荷产生的量的显着变化。翼手系统被用作加载拉伸刺激的系统，但是当我们观察到培养表面进行拉动时，我们发现观察到某些区域观察到细胞形态的变化，而某些区域则没有。然后，通过仅处理发生形态变化的区域中的细胞，量化了β-蛋白蛋白的生产量的变化，这些细胞是细胞细胞粘附蛋白的生产量，我们发现了电子 - 钙粘着蛋白的生产量的变化。

项目成果

伸展刺激がケラチノサイトの細胞-細胞間結合に与える影響

拉伸刺激对角质形成细胞细胞间连接的影响

• 发表时间: 2017
• 作者: R. Ryan Katie;Koyama Akihisa;A. Hotchin Neil;Furukawa Katsuko;Ushida Takashi
• 通讯作者: Ushida Takashi

Cellular traction forces increase during consecutive mechanical stretching following traction force attenuation

牵引力衰减后，连续机械拉伸期间细胞牵引力增加

• 发表时间: 2017
• 期刊: Journal of Biomechanical Science and Engineering
• 作者: Akira TSUKAMOTO;Katie R. RYAN;Yusuke MITSUOKA;Katsuko S. FURUKAWA;and Takashi USHIDA
• 通讯作者: and Takashi USHIDA