2018 Fiscal Year Annual Research Report
Development of new methods for evaluating cell mechano-response to multidirectional and anisotropic mechanical stimuli induced by hydrogel swelling
| Project/Area Number |
16K12868
|
|---|
| Research Institution | Saitama University |
|---|
Principal Investigator |
吉川 洋史 埼玉大学, 理工学研究科, 准教授 (50551173)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
杉浦 慎治 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 上級主任研究員 (10399496)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
|
| Keywords | ハイドロゲル / 膨潤力 / 細胞力学応答 / 細胞骨格 / アクチン / ゼラチン / バイオメカニクス / ライブイメージング |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
平成３０年度は、これまでに構築した光分解性ゲルによる動的細胞培養基板を用いて、力学刺激に対する細胞骨格の再構成ダイナミクスを測定した。本実験のため、蛍光タンパク質を発現したアクチン骨格を有する筋肉系細胞を用いた。レーザー共焦点顕微鏡を用いた３次元蛍光イメージングを行った結果、光分解性ゲル基板からの力学刺激の大きさや方向などに応じて、生細胞内の骨格構造が再構成される様子を追跡することに成功した。また、取得したデータを解析することで、細胞骨格の再構成は、力学刺激を開始してから数秒～数分以内に起こる弾性変形と、数分～数時間以内におこる分子生物的なシグナル由来の細胞骨格構造の再構成の２種類が存在しうることがわかった。以上により、本研究計画の目標であった、空間自由度の高い細胞力学刺激法の開発とその実証することができたと考えている。現在は、これらの成果を発表するため、論文化作業を進めている。
また、本研究における光と物質との相互作用に関する研究活動を通して、レーザーを用いた新しい計測・操作方法を派生的に開発することができた。ここでは、フェムト秒レーザーによる多光子励起の高い空間分解能を利用して、有機・バイオ結晶の形状を自在制御したり、生細胞膜の局所的な流動性を計測することに成功している。これらの成果の一部はすでに学会および論文にて発表しており、今後さらなる技術発展と汎用化を目指して研究を進める予定である。
|
