| Project/Area Number |
23K23078
|
|---|
| Project/Area Number (Other) |
22H01810 (2022-2023)
|
|---|
| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
|
| Allocation Type | Multi-year Fund (2024)
Single-year Grants (2022-2023) |
|---|
| Section | 一般 |
|---|
| Review Section |
Basic Section 26040:Structural materials and functional materials-related
|
|---|
| Research Institution | Kyoto University |
|---|
Principal Investigator |
馬渕 守 京都大学, エネルギー科学研究科, 教授 (00358061)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
袴田 昌高 京都大学, エネルギー科学研究科, 准教授 (30462849)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
|
| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
|
| Budget Amount *help |
¥17,810,000 (Direct Cost: ¥13,700,000、Indirect Cost: ¥4,110,000)
Fiscal Year 2024: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
Fiscal Year 2023: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000)
Fiscal Year 2022: ¥11,310,000 (Direct Cost: ¥8,700,000、Indirect Cost: ¥2,610,000)
|
|---|
| Keywords | 細胞 / 機械的刺激 |
|---|
| Outline of Research at the Start |
ナノポーラス金アクチュエータを用いて二次元細胞集団の細胞シートに周期引張刺激を与え、細胞集団の応力状態・形態学的特徴、遺伝子・タンパク質発現の分析から、細胞集団の機械的刺激感知機序解明の方法論を確立する。また、アクチュエータを三次元人工細胞組織に適用し、三次元細胞集団における機械的刺激感知機序を解明する。さらに、共培養細胞シート、スフェロイド、オルガノイド等生体器官に近い複雑人工細胞集団に応用し、これらの細胞集団の配向や分化等の制御を試みる。
|
| Outline of Annual Research Achievements |
ナノポーラス (np) 金アクチュエータを用いた実験により、カドヘリンを介したjuxtacrineシグナル伝達が、集団細胞の細胞配向に重要な役割を果たしていることを示した。0.15％の小さな周期的ひずみの機械的刺激を細胞に加えると、Rho/ROCK-MAPK-YAPの細胞内シグナル伝達により、細胞シート内の細胞は特定の方向に配向した。特に注目すべきこととして、np金アクチュエータから7ミリメートル離れており、機械的刺激がアクチュエータから直接負荷されていないプラスチックディッシュ上の細胞にも、カドヘリンを介したjuxtacrineシグナルによって、細胞配向のためのシグナルが届いていることがわかった。遺伝子発現分析の結果、関連する遺伝子のクラスターは3つあったが、細胞内シグナルはインテグリンとカドヘリンのクロストーク・シグナルと、カドヘリンを介したシグナルの2つだけであった。
また、集団的な細胞配向は、プラスチックディッシュ上だけでなく、水平から傾斜をつけた斜面基板上、さらにその基板から連続的に続く平面基板上でも起こった。しかし、プラスチックディッシュ上での集団的細胞配向の細胞内シグナル伝達は、斜面上と平面上とで異なっていた。本研究は、弱い機械的刺激であっても、力の伝達そのものによるのではなく、juxtacrineシグナルによって長距離に伝達できることを示唆している。長距離juxtacrineシグナルは、様々な生命現象において重要な役割を果たしている可能性がある。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初予定にあった牽引力顕微法 (TFM法) と蛍光共鳴エネルギー移動法 (FRET法) により、ヒト線維芽細胞シートが受ける応力の分布状態を定量的に調べる、という実施項目は先送りしたが、それをせずともカドヘリンを介したjuxtacrineシグナルの重要性を指摘できたことから、総合的に見て順調である。
|
| Strategy for Future Research Activity |
引き続き、機械的刺激を与えた細胞シートやオルガノイドを用い、種々の細胞集団を創製してその構造と機能を調査する。
|
