ナノポーラス金アクチュエータを用いた機械的刺激による細胞集団の制御

使用纳米多孔金执行器通过机械刺激控制细胞群

• 批准号: 22KJ1965
• 负责人: 呉 裴征
• 金额: $ 1.6万
• 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: 2023
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2023-03-08 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ1965/
• 关键词: 金属材料; 細胞内シグナル; 細胞集団; 機械的刺激応答

ナノポーラス金アクチュエータを作製し，これを用いてヒト線維芽細胞の細胞シートに周期引張刺激を与えた．その結果，細胞シートがナノポーラス金アクチュエータの短軸方向に配向した．細胞シートがナノポーラス金アクチュエータによる周期引張刺激で配向するメカニズムを調べるために，以下の２つの実験を行った：①細胞内のシグナル伝達を調べるため，ナノポーラス金アクチュエータを用いて細胞シートに周期引張を与え，その後ウエスタンブロッティング（抗体を用いてタンパク質の存在を検出する手法）で細胞内の細胞活性と関連するマップキナーゼ経路に含まれるERK，JNK，p38，細胞間の接着に関連するビンキュリン（Vinculin Y822）について定量的な解析を行った．②細胞が細胞外の機械的刺激を感知する蛋白質であるインテグリンの阻害剤であるObtustatin，BTT3033，細胞遊走に関連するミオシンの阻害剤であるBlebbistatin，ML-7を加えて，周期引張を与え，細胞シートの配向性を調査した．結果は以下になる：①細胞シートに周期引張刺激を与えた結果，マップキナーゼ経路のERK，JNK，p38の活性化が確認された．その一方，細胞間の接着に関連するビンキュリン（Vinculin Y822）の活性化は認めなかった．②細胞シートに阻害剤を加えて，周期引張刺激を与えた結果，いずれも配向性が無くなった．以上の結果により，ERK，JNK，p38が活性化され，細胞の遊走性が向上し，細胞シートの配向に至ったと考えられる．

制备了纳米孔的致动剂，并刺激人成纤维细胞的细胞片。结果，将细胞板沿纳米多孔致动器的短轴方向定向。 To investigate the mechanism by which cell sheets are oriented by cyclic tensile stimulation by nanoporous gold actuators, two experiments were performed: 1. To investigate signal transduction within cells, the cell sheets were cyclic tensile using a nanoporous gold actuator, and then quantitative analysis was performed on ERK, JNK, p38, and vinculin, which is associated with cellular cell activity and cell adhesion, using western印迹（一种使用抗体检测蛋白质存在的技术）。 2）添加了与细胞外机械刺激的蛋白质抑制剂BTT3033，添加与细胞迁移相关的肌球蛋白抑制剂的蛋白质抑制剂，添加了与细胞迁移相关的抑制剂，以提供周期性的张力以调查蜂窝表的方向。结果如下：1）将环状拉伸刺激应用于细胞板，并确认了MAP激酶途径中ERK，JNK和p38的激活。另一方面，与细胞 - 细胞粘附有关，未观察到vinculin（Vinculin Y822）的激活。 2）由于将抑制剂添加到细胞板上并应用刺激，因此两者的方向都丢失了。以上结果表明ERK，JNK和P38被激活，改善细胞迁移，并实现了细胞片的方向。