2020 Fiscal Year Annual Research Report
Building Infrastructure for Active Analysis of Cell Mechanobiololgy
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18H02010
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| Research Institution | National Institute for Materials Science |
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Principal Investigator |
中西 淳 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 機能性材料研究拠点, グループリーダー (60360608)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
上木 岳士 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 国際ナノアーキテクトニクス研究拠点, 主任研究員 (00557415)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | メカノバイオロジー / 時間分解分析 / ハイドロゲル / 細胞接着 / 上皮間葉転換 / 光異性化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
生命現象や病態における物理的な「力」の作用を探究するメカノバイオロジーという新しい学問領域において，細胞が周囲の力学的特徴を「力覚」するメカニズムを調べる方法論が不足している。本研究では，光照射に応じて弾性率が変化するハイドロゲルを新規開発し，この材料の弾性率変化を介して細胞に時空間が制御された力学刺激を与え，その応答過程を時間分解分析する「アクティブ分析」という方法論を確立することを目的としている。本年度は，前年度に開発したアゾベンゼンに基づく光応答ゲルを利用して，時空間が制御された力学刺激を付与した細胞における上皮間葉転換（EMT）現象を対象にアクティブ分析法の概念検証を行った。
前年度作製したアゾベンゼンアクリレート（AzoA）とジメチルアクリルアミド（DMAAm）の共重合体よりなるシートゲルの中から，生体の力学特性に近似する弾性率を提供するものを培養基材として利用し，その表面をコラーゲンで修飾した。この光応答ゲルにあらかじめUV光を照射して，ゲルを軟らかい状態にして置いたうえで，MCF-7細胞を接着させ，その後に12時間後と36時間後に可視光を照射することで，細胞培養下で基材を硬化した。2日後に細胞を回収し，EMTマーカーとしてE-cadherinの発現量を評価した。その結果12時間で基材を硬化した細胞は，軟らかい基材で2日間培養した細胞と同じ発現量だったのに対して，36時間で硬化した細胞はその発現量が著しく低下していた。この結果は，細胞のEMT応答は基材の急激な変化に過敏に反応し，その後は徐々に適応していくことを示唆している。以上より，本研究の目的を達成することができた。
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| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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