2012 Fiscal Year Annual Research Report
基質界面の微細構造による細胞遊走の整流化制御と形質転換因子としての評価
Publicly Offered Research
| Project Area | Molecular Soft-Interface Science |
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| Project/Area Number |
23106719
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| Research Institution | Waseda University |
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Principal Investigator |
武田 直也 早稲田大学, 理工学術院, 准教授 (60338978)
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| Project Period (FY) |
2011-04-01 – 2013-03-31
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| Keywords | 基質界面 / 細胞パターニング / 電子線リソグラフィー / 間葉系幹細胞 / 遊走運動 / 細胞接着 / 分化誘導 / メカノバイオロジー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
細胞が基質へ接触や接着をしさらに伸展や遊走など運動をする際、接着や細胞骨格に関与するタンパク質群は時空間的に変動し、接着斑や細胞骨格を介したメカノストレス伝達に影響すると考えられる。本研究では、電子線リソグラフィー技術を基盤とした独自の細胞パターニングシステムにより作製した微細パターン構造のみでヒト骨髄由来間葉系幹細胞（hbmMSC）の接着能を制御し、遊走や運動ひいては増殖や分化の各挙動の制御を目指した。これら挙動変化と接着斑やアクチンストレスファイバー形成との相関も評価した。
連続的にV字型マイクロパターンを設けた一方向細胞遊走誘導システムでは（遊走速度0.2um/min）、メカノセンシングに関与するとされるアクチンキャップ形成を見出した。5日間培養時の定量qRT-PCRによる分化挙動評価では、平面培養との比較で、ALCAM、CD44、CD29の各幹細胞マーカーmRNAの発現低下傾向や神経分化マーカーNestinの発現亢進が見出され、一方向遊走運動と分化の相関が示唆された。
他方、500nm幅のナノ直線状溝パターンに対して、溝深さ100nmのパターンでは、hbmMSCは、成熟した接着斑（抗P-Paxillin免疫染色で評価）と溝方向に配向したアクチンフィラメントの形成を伴いながら接着した。一方、深さ400nmのパターンでは、hbmMSCは底部まで接着できず、0.1um/minオーダーの速度で左右へと運動した。顕著なアクチンフィラメント形成も見られず、接着斑は細胞端のパターン接触面にのみ形成された。しかし、溝深さ100nmのパターンでは見られなかったNestinならびに各骨分化マーカーOCN、SP7、Runx2のmRNA発現亢進が顕著であった。すなわち、接着斑からストレスファーバーを介したメカノストレス伝達に基付かない、新たな幹細胞分化誘導機構が強く示唆された。
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| Research Progress Status |
24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 |
24年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Remarks |
1. 優秀ポスター発表賞, 第2回CSJ化学フェスタ2012 ―日本化学会秋季事業―.
2. ICBS2013 Biomaterials Science Poster Prize (sponsored by RSC Publishing), ICBS2013.
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