細胞接着領域における張力伝達効率の能動的な向上機構の解明

阐明细胞粘附区域张力传递效率的主动改善机制

• 批准号: 18J23041
• 负责人: 仲尾 信彦
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2018
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2018-04-25 至 2021-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18J23041/
• 关键词: 焦点接着斑; カルシウムチャネル; アクチン皮質; 剛性; 骨細胞; 力覚; 力伝達; タリン; ＡＦＭ

焦点接着斑を介した骨細胞の力学刺激への応答性が、細胞局所により異なるか否かを検証するため、マウス頭蓋冠から単離した骨細胞に対して、本研究で確立したAFM技術を用いることで、細胞突起上の点などの細胞局所において疑似的な焦点接着斑を作製し、それを介して力学刺激を負荷する実験系を構築し、同時に細胞のカルシウム応答を観察した。また、同上の細胞に対して、カルシウムイオンの細胞質内への流入箇所の分布が細胞局所で異なるか否かを検証するため、免疫抗体染色法と共焦点顕微鏡を用いた細胞観察により、骨細胞表面におけるインテグリンとカルシウムイオンチャネルの局在箇所に関して調べた。さらに、焦点接着斑の振る舞いは、その足場となる細胞表層の局所的な構造、及び力学特性に依存するため、骨系細胞MC3T3-E1の表層において、AFMを用いて局所的な構造イメージングと剛性測定を行った。AFM構造イメージングにより細胞表層において、アクチン繊維と考えられる繊維状構造の不均一さ、及びそれらの構造と局所的な剛性との関係を明らかにした。細胞表層における他の不均一な局所構造として、細胞膜と考えられる低剛性の突出物が可視化され、そのサイズはアクチン皮質の分解により増大することを示した。以上のような細胞表層の局所構造の違いは、細胞接着の局所的な違いや、それにより生じる細胞内外の間における力伝達機能の違いをもたらすため、骨細胞応答の力学刺激に対する場所依存性を解明するうえで重要である。

为了验证骨细胞对粘着斑机械刺激的反应是否因细胞位置而异，我们将本研究中建立的AFM技术应用于从小鼠颅骨分离的骨细胞，通过使用该方法，我们创建了一个实验系统。我们在细胞部位（例如细胞突起上的点）创建了假焦点粘着斑，并通过这些粘着斑施加机械刺激，同时我们观察了细胞的钙反应。此外，为了验证进入细胞质的钙离子流入点的分布是否因细胞位置而异，使用免疫抗体染色和共聚焦显微镜观察骨细胞表面的整合素和钙离子通道的定位。此外，由于粘着斑的行为取决于作为其支架的细胞表面层的局部结构和机械性能，因此我们使用 AFM 对骨细胞 MC3T3-E1 的表面层进行了局部结构成像和刚度分析。采取。 AFM 结构成像揭示了细胞表面层中被认为是肌动蛋白纤维的丝状结构的异质性，以及这些结构与局部刚度之间的关系。与细胞表面上的其他异质局部结构一样，被认为是细胞膜的低硬度突起被可视化，并且由于肌动蛋白皮层的分解，它们的尺寸增加。上述细胞表层局部结构的差异导致细胞粘附力的局部差异，从而导致细胞内外力传递功能的差异，这一点需要澄清。