ソフトリソグラフィーを駆使したメカノバイオロジーの研究

2006 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 17076006
• Research Institution: Okayama University
• Principal Investigator: 成瀬 恵治 岡山大学, 大学院医歯薬学総合研究科, 教授 (40252233)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 高井 章 旭川医科大学, 医学部, 教授 (50126869) ; 宮津 基 旭川医科大学, 医学部, 助手 (40396346) ; 毛利 聡 岡山大学, 大学院医歯薬学総合研究科, 講師 (00294413) ; 片野坂 友紀 岡山大学, 大学院医歯薬学総合研究科, 助手 (60432639)
• Keywords: ソフトリソグラフィー / polydimethyosiloxane (PDMS) / 機械受容チャネル / メカノバイオロジー / プレーナーパッチクランプ / 高速原子間力顕微鏡(AFM) / 細胞膜裏打ち

Research Abstract

プロジェクトの最終目標である「PDMS平面パッチ・ストレッチシステムの開発」とこれを用いた機械受容チャネルの活性化機構の解明に向けシステムの各要素技術の開発、および新規機械受容候補チャネルの分子細胞生物学的解析に取り組んだ.
システム化のための要素技術では,高速AFMを用いた細胞膜裏打ち観察のための試料調製,機器設定条件の最適化を行い,細胞膜の骨格を形成すると考えられる繊維状タンパク質のナノメーターオーダーでの可視化に成功した.従来法のように観察可能な分子種が限定される蛍光染色や真空下での観察ではなく,生のタンパク質一分子の挙動を可視化可能にした.また,機械受容の候補チャネルの詳細な解析を進めた結果,伸展刺激に対して細胞内カルシウムイオン濃度上昇が認められ,新規の機械刺激感受性チャネルであることが特定されつつある.
今後は開発を進めてきた要素技術を組み合わせ,要素毎に動作検証,性能評価の後トータルシステムに仕上げていく.これを用いて伸展時のチャネル及び周辺分子の構造変化観察,さらにチャネル電流の同時計測へと進めていく.最終的には新規開発システムにて我々の発見したチャネル分子の解析を行い,チャネル一分子の構造変化,及びチャネル電流の同時計測により新たな知見の導出を目指す.また,チャネル周辺の細胞骨格タンパクの役割についても分子細胞生物学的に解析を進め,機械受容チャネルの作用機序を解明していく.

Research Products

• [Journal Article] Impaired NO-mediated vasodilation with increased superoxide but robust EDHF function in right ventricular arterial microvessels of pulmonary hypertensive rats. (2007)
  • Author(s): M.Kajiya, M.Hirota, Y.Inai, T.Kiyooka, T.Morimoto, T.Iwasaki, K.Endo, S.Mohri, J.Shimizu, T.Yada, Y.Ogasawara, K.Naruse, T.Ohe, F.Kajiya
  • Journal Title: Am.J.Physiol.Heart Circ.Physiol. X(In press)
• [Journal Article] Heart Slice NMR (2007)
  • Author(s): T.Uetani, D.Yamashita, J.Shimizu, H.Misawa, Y.Tatematsu, Y.Hamaguchi, T.Kato, Y.Katanosaka, T.Miyasaka, T.Matsubara, K.Furukawa, T.Murohara, M.Takaki, S.Nakayama
  • Journal Title: AJP- Heart and Circulatory Physiology X(In press)
• [Journal Article] Phosphorylation of Na^+/Ca^<2+> exchanger in TAB-induced cardiac hypertrophy (2007)
  • Author(s): Y.Katanosaka, S.Wakabayashi, M.Shigekawa
  • Journal Title: Ann.NY.Acad.Sci. X(In press)
• [Journal Article] Regulation of cardiac Na^+/Ca^<2+> exchange by calcineurin and protein kinase C (2007)
  • Author(s): M.Shigekawa, Y.Katanosaka, S.Wakabayashi
  • Journal Title: Ann.NY.Acad.Sci X(In press)
• [Journal Article] ソフトリソグラフィーを用いた細胞研究・医僚用チップの開発 (2007)
  • Author(s): 成瀬恵治
  • Journal Title: 表面化学 28(4)(In press)
• [Journal Article] Viscoelastic and dynamic nonlinear properties of airway smooth muscle tissue : roles of mechanical force and the cytoskeleton (2006)
  • Author(s): S.Ito, A.Majumdar, H.Kume, K.Shimokata, K.Naruse, K.R.Lutchen, D.Stamenovic, B.Suki
  • Journal Title: Am.J.Physiol. 290(6) Pages: L1227-L1237
• [Journal Article] Bi-phasic activation of eNOS in response to uni-axial cyclic stretch is mediated by differential mechanisms in BAECs (2006)
  • Author(s): H.Takeda, K.Komori, N.Nishikimi, Y.Nimura, M.Sokabe, K.Naruse
  • Journal Title: Lire.Sci. 79(3) Pages: 233-239
• [Journal Article] Roles of stretch-activated cation channel and Rho-kinase in the spontaneous contraction of airway smooth muscle (2006)
  • Author(s): S.Ito, H.Kume, T.Oguma, Y.Ito, M.Kondo, K.Shimokata, B.Suki, K.Naruse
  • Journal Title: Eur.J.Pharmacol. 15;552(1-3) Pages: 135-142
• [Journal Article] Iris movement mediates vascular apoptosis during rat pupillary membrane regression (2006)
  • Author(s): Y.Morizane, S.Mohri, J.Kosaka, S.Tone, Y.Kiyooka, T.Miyasaka, J.Shimizu, Y.Ogasawara, F.Shiraga, Y.Minatogawa, J.Sasaki, H.Ohtsuki, F.Kajiya
  • Journal Title: Am.J.Physiol.Regul.Integr.Comp.Physiol. 290(3) Pages: R819-R825
• [Journal Article] Identification and characterization of GSRP-56, a novel Golgi-localized spectrin-repeat containing protein (2006)
  • Author(s): Y.Kobayashi, Y.Katanosaka, Y.Iwata, M.Shigekawa, S.Wakabayashi
  • Journal Title: Exp.Cell.Res. 312 Pages: 3152-3164
• [Journal Article] High Mechanical Efficiency of Left Ventricular Arrhythmic Contractions during Atrial Fibrillation (2006)
  • Author(s): J.Shimizu, S.Mohri, H.Ito, H.Yamaguchi, S.Sano, M.Takaki, H.Suga
  • Journal Title: J.Physiol.Sci. 56(4) Pages: 269-274
• [Journal Article] Measurements of CO2, lactic acid and sodium bicarbonate secreted by cultured cells using a flow-through type pH/CO2 sensor system based on ISFET (2006)
  • Author(s): S.Mohri, J.Shimizu, N.Goda, T.Miyasaka, A.Fujita, M.Nakamura, F.Kajiya
  • Journal Title: Sensors and Actuators B : Chemical 115(1) Pages: 519-525
• [Journal Article] Prediction of functional recovery of 60-minute warm ischemic hearts from asphyxiated canine non-heart-beating donors (2006)
  • Author(s): M.Hirota, K.Ishino, I.Fukumasu, K.Yoshida, S.Mohri, J.Shimizu, F.Kajiya, S.Sano
  • Journal Title: J.Heart Lung Transplant 25(3) Pages: 339-344
• [Journal Article] Celsior preserved cardiac mechanoenergetics better than popular solutions in canine hearts (2006)
  • Author(s): Y.Oshima, S.Mohri, J.Shimizu, G.Iribe, T.Imaoka, W.Fujinaka, T.Kiyooka, K.Ishino, S.Sano, F.Kajiya, H.Suga
  • Journal Title: Ann.Thorac.Surg. 81(2) Pages: 658-664
• [Journal Article] Starling-effect-independent lusitropism index in canine left ventricle : Logistic time constant (2006)
  • Author(s): J.Mizuno, S.Mohri, J.Shimizu, S.Suzuki, T.Mikane, J.Araki, H.Matsubara, T.Morita, K.Hanaoka, H.Suga
  • Journal Title: Anesth.Analg. 102(4) Pages: 1032-1039
• [Journal Article] Spatial and temporal application of microfluidics to cells (2006)
  • Author(s): A.Yamada, Y.katanosaka, S.Mohri, K.Naruse
  • Journal Title: Proc.of 2006 International Symposium on Micro-Nanomechatronics and Human Science 1 Pages: 424-428
• [Patent(Industrial Property Rights)] 培養器 (2006)
  • Inventor(s): 成瀬恵治, 石田敬雄
  • Industrial Property Rights Holder: 財団法人名古屋産業科学研究所
  • Industrial Property Number: 特願2006-114941
  • Filing Date: 2006-04-18
• [Patent(Industrial Property Rights)] 平面パッチクランプ用支持体の製造方法 (2006)
  • Inventor(s): 成瀬恵治
  • Industrial Property Rights Holder: 岡山大学
  • Industrial Property Number: 特願2006-133193
  • Filing Date: 2006-05-12