肥大心筋細胞の力学的特性の測定とエネルギー論的解析

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15700319
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 内貴 猛 北海道大学, 電子科学研究所, 助教授 (40241385)
• Keywords: 心筋細胞 / 発生張力 / 心肥大 / マイクロマニピュレーション / 力学的特性 / 細胞骨格 / 粘弾性特性 / カーボンファイバ

Research Abstract

心臓リモデリングによる機能変化(収縮機能を含む力学的特性)を器官レベルのみならず,組織レベル,細胞レベル,そして遺伝子レベルで詳細に検討する第1段として,細胞レベルにおいて検討するため,心臓から単離した心筋細胞を用い,肥大による心筋細胞の力学的特性変化を測定する準備を行った.試料として用いる心室筋細胞を成熟ラット心臓から酵素法により単離し,新規に購入したCO_2インキュベータにより細胞の状態を安定させるシステムおよび手技を確立した.肥大による心筋細胞の力学的特性変化を評価するために,心筋細胞の力学的特性を測定する装置を現有のマイクロマニピュレーションシステムと顕微鏡,新規に購入した微小力測定器を組み合わせて作製した.顕微鏡は新規に購入した防振台の上に設置し,次に示す方法で細胞の収縮特性と粘弾性特性を測定するシステムを構築した.顕微鏡下において2つのマイクロピペットで細胞の両端を把持し,片方のマイクロピペットを動かして細胞の長さを調節し,もう一方のマイクロピペットに取り付けた微小力測定器で心筋細胞を電気刺激したときに発生する力を測定し,細胞の収縮特性を求める.また,筋原線維の収縮によらない心筋細胞の粘弾性特性については,薬剤により筋原線維を完全に弛緩させた状態で,片方のマイクロピペットを一定速度で動かし,心筋細胞の伸びと荷重を同時に計測することにより求める.しかし,種々の接着剤(分子)や把持方法を試したが,ガラスマイクロピペットでは心筋細胞を適切に把持することが出来ず,カーボンファイバを用いることとした.今後は心筋細胞把持方法ならびに微小力測定の精度をさらに検討し,力学的特性を測定する予定である.

Research Products

• [Publications] 内貴 猛, 林あさこ, 河原剛一: "培養心筋細胞肥大におよぼす拍動とβ受容体刺激の影響"循環制御. 24・4. 378-385 (2003)
• [Publications] 内貴 猛, 林あさこ, 河原剛一: "培養心筋細胞肥大におよぼす交感神経作用の影響"医用電子と生体工学. 41・特別号. 283 (2003)
• [Publications] 内貴 猛, 林あさこ, 河原剛一: "心筋細胞肥大におよぼす交感神経活性化の影響"信学技報. 103・133. 1-4 (2003)