2011 Fiscal Year Annual Research Report
軟骨細胞のメカニカルストレス応答における細胞内情報伝達のリアルタイム解析
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21390545
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
高橋 一郎 九州大学, 大学院・歯学研究院, 教授 (70241643)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山本 照子 東北大学, 大学院・歯学研究科, 教授 (00127250)
五百井 秀樹 九州大学, 大学病院, 講師 (10274474)
寺尾 文恵 九州大学, 大学院・歯学研究院, 助教 (10510018)
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| Keywords | メカニカルストレス / 軟骨細胞 / 細胞内情報伝達 / 歯科矯正学 / リアルタイム観察 |
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| Research Abstract |
軟骨細胞の機械的刺激応答に伴う細胞内情報伝達系分子の活性化と細胞骨格の分子レベルでの再構築の経時的プロセスを、enhanced green fluorescent protein (EGFP)等の蛍光タンパクと細胞内情報伝達分子あるいは細胞骨格分子とのfusionproteinを用い、蛍光タイムラプスシステム顕微鏡にてリアルタイムで観察する。これまでの申請者らの検討により、機械的伸展刺激により軟骨細胞の分化は阻害される一方、圧縮刺激により促進されることが示されてきた。本研究では、軟骨細胞の極性と機械的刺激に対する応答特性の違いに着目し、タイムラプス顕微鏡システム上で使用可能な機械的刺激負荷装置を用いて、軟骨細胞における機械的刺激応答の分子メカニズムを解明する。これにより、軟骨細胞分化を制御し、顎顔面骨格組織の成長制御を可能とするための基盤的理論を確立する。
GFP-ERK-1、およびGFP-ERK-2fusionタンパクを遺伝子組み換えによって作製した。GFP遺伝子とMAPK遺伝子を遺伝子組み換えにより融合タンパク遺伝子として作製し、これらの融合遺伝子をほ乳類発現ベクターに組み込み、マウス由来軟骨細胞株であるATDC5に遺伝子導入し、permanent transfectantを作製した。これにより、ERKの細胞内動態をリアルタイムで追跡することが可能となった。マイクロマニピュレータに装着したガラスキャピラリーニードルにより刺激を加え、蛍光顕微鏡下でタイムラプス観察に供した結果、GFP-ERKの核移行がリアルタイムで観察された。また、細胞のメカニカルストレス応答を確認するために、原子間力顕微鏡を用いて細胞に機械的刺激を負荷するシステムについても検討した。
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