2008 Fiscal Year Annual Research Report
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
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17076006
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| Research Institution | Okayama University |
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Principal Investigator |
成瀬 恵治 Okayama University, 大学院・医歯薬学総合研究科, 教授 (40252233)
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| 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, 助教 (40396346)
毛利 聡 岡山大学, 大学院・医歯薬学総合研究科, 講師 (00294413)
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| Keywords | ソフトリソグラフィー / polydimethylsiloxane (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 |
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| Research Abstract |
ヒトの体は外界からの様々なメカニカルストレス(機械刺激)をうけ、これに適切に応答しながら生命活動を維持しているが、その分子レベルでのメカニズムは十分には解明されていない。本研究プロジェクトでは、PDMS(polydimethylsiloxane)を用いたソフトリソグラフィーを基盤として、細胞への伸展刺激の付与とその応答計測に必要な各種要素技術を作製し、それをシステム化することにより機械受容チャネル分子の作用機序の解明を目指す。
本年度は、これまでに開発を進めてきたシステム化の中核となるPDMS平面パッチ電極によるイオンチャネル電流の測定に重点を置いて研究を推進した。
機械刺激受容チャネルを動的に解析するためには、細胞膜断片に伸展刺激を付与しながらチャネル電流を測定する必要がある。そのため、ゴム弾性を持つPDMS平面パッチ電極により細胞膜のチャネル分子に伸展刺激を与えながら電流計測する手法を検討し、試作機を構築した。パッチ電極に細胞を接着したところ、電極-細胞間は適切に密着されていることが確認でき、さらにイオンチャネル様の電流が観測された。一方、伸展に伴い電極形状が拡大していることが電子顕微鏡観察によって確認でき、細胞に定量的な伸展刺激を与えることができるようになった。今後は、測定条件を変えてデータを取得し、伸展刺激によるチャネル活性化機構を解析していく。
本研究により、従来のガラス電極では不可能であった、定量的な伸展刺激を付与しながらチャネル電流の計測することが可能になりつつある。これまでに別途開発を進めてきた高速原子間力顕微鏡(AFM)と一体化した計測システムへと発展させ、「PDMS平面パッチ・ストレッチシステム」を構築することで機械刺激受容機構を解明していきたい。
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