2014 Fiscal Year Annual Research Report
力学・熱複合刺激による腱由来細胞炎症反応におけるギャップ結合シグナル伝達の寄与
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25702022
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
前田 英次郎 北海道大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (20581614)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 細胞間情報伝達 / 物質輸送 / ギャップ結合 / 腱 / 力学刺激 / 熱刺激 / メカノバイオロジー / 腱炎 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
今年度は，昨年度に得た知見および確立した実験方法，解析方法を用い，力学刺激および温熱刺激がGJICに及ぼす影響について検討した．日本白色家兎アキレス腱から単離した腱細胞はPDMS製マイクログルーブデバイスに培養した．力学刺激負荷実験では振幅0%（無負荷群），4%（生理的ひずみ）または8%（過負荷）を静的にまたは周波数0.25Hzで繰り返し1時間負荷し，直後にFLIP実験を行って細胞内および細胞間のcalcein拡散係数を求めた．その結果，静的ひずみ負荷実験では4% 群の細胞間拡散係数は0%群と8%群に比べて有意に高い値を示した．一方，0%群ではひずみ負荷前のレベルが維持されるものの，8%群ではひずみ負荷前から抑制される結果となった．動的負荷実験でも4%群の細胞間拡散係数が0%群，8%群と比べて有意に高い値を示した．
温熱実験では腱細胞に37°Cまたは43°Cの刺激を30分間作用させ，直後にFLIP実験を行った．その結果，細胞内拡散係数には有意な変化は認められなかった一方で，細胞間拡散係数では43°C 群が37°C 群に比べて有意に高い値を示した．
このように，腱細胞間GJICは環境因子の影響を受けて調節されることがわかった．力学刺激負荷実験では免疫蛍光染色の結果，細胞間拡散係数の増減に併せてコネキシン蛋白質の局在性も変化することがわかった．また，温熱刺激実験では43°C刺激24時間後に遺伝子発現解析を行った結果，タイプIコラーゲン発現は有意に低下する一方で，MMP-1とIL-1βの発現量は増加したことがわかった．これらの結果から，腱組織が腱炎を発症する環境に関連のある刺激を腱細胞に負荷すると，それに応じて腱細胞機能と共にGJICが調整されることが示された．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本年度は腱細胞の採取および培養にやや手間取ったこと，ならびにイオンレベルでのGJIC評価において想定外の結果が得られたことなどの問題も発生したが，予定した実験の多くは遂行できた．よって概ね順調に推移していると言える．
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| Strategy for Future Research Activity |
最終年度では，温熱・力学各刺激下での腱細胞間GJICの適応現象を，生理学的に関連の強い時間スケールで，かつその経時的変化について詳しく調べる予定である．さらに，温熱・力学複合刺激下での腱細胞間GJICの適応現象の検証へと研究を進める予定である．また，腱幹細胞の採取と，それを用いたGJIC評価実験についても取り組む予定である．
昨年度までに得られた実験結果についても，順次論文として発表する予定である．
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| Causes of Carryover |
学術研究助成基金助成金については研究期間全体を通しての使用を想定している．そのため，次年度使用額が生じている．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
実験に必要となる消耗品の購入に使用する予定である．
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