複合化原子間力顕微鏡を応用した単離心筋細胞骨格化に伴う力学と代謝特性の解析

• 研究課題/領域番号: 13558113
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 展開研究
• 研究分野: 医用生体工学・生体材料学
• 研究機関: 岡山大学
• 研究代表者: 梶谷 文彦 岡山大学, 大学院・医歯学総合研究科, 教授 (70029114)
• 研究分担者: 入部 玄太郎 岡山大学, 大学院・医歯学総合研究科, 助手 (90284885) ; 清水 壽一郎 岡山大学, 大学院・医歯学総合研究科, 助手 (80294403) ; 荒木 淳一 岡山大学, 大学院・医歯学総合研究科, 助教授 (80271055) ; 片岡 則之 川崎医療短期大学, 臨床工学科, 講師 (20250681) ; 小笠原 康夫 川崎医科大学, 医学部, 助教授 (10152365)
• 研究期間 (年度): 2001
• 研究課題ステータス: 完了 (2001年度)
• 配分額: 8,500千円 (直接経費: 8,500千円); 2001年度: 8,500千円 (直接経費: 8,500千円)
• キーワード: 原子間力顕微鏡 / 心筋細胞 / 血管平滑筋 / 弾性率

研究概要

原子間力顕微鏡をもちいて細胞の弾性率を求める研究はこれまでにも行われているが、動的な筋細胞とは異なる細胞種が対象であった。特に心筋細胞に対する解析は皆無に等しい。その原因は非常に繊細なセンサーである原子間力顕微鏡のカンチレバーの感度に対し、ダイナミックに動く心筋細胞の挙動がノイズとなり、シグナルノイズレシオ(S/N比)が非常に低くなることが原因であると思われる。我々のグループではこの問題を解決するため、心筋の筋長を制御する機構を組み込むことにより任意の筋長での等尺性収縮および制御された短縮様式で測定できる系を立ち上げている段階である。一方、筋細胞に対する原子間力顕微鏡を用いた弾性率変化の解析の妥当性を確認するため、心筋より静的な収縮弛緩をみせる血管平滑筋細胞を用いた測定を行っている。結果は我々の予想したとおり、血管収縮物質であるノルアドレナリンおよびアンジオテンシンIIで処理をした場合には平滑筋細胞の弾性率は増加し、血管弛緩物質であるプロスタサイクリン,NOの投与時には逆に弾性率の低下が確認できた(日本循環器学会、日本ME学会、2002)。したがって当初予定していた心筋細胞の心不全時における細胞骨格の変化は筋弛緩期の、収縮力低下などを引き起こす収縮蛋白の異常は収縮時の弾性率を測定することによりそれぞれ解析できるものと思われる。また、血管平滑筋に対する解析を発展させ肺高血圧症患者由来の平滑筋細胞を用いた解析を行い病態解明の一助としたい。
(基盤(S)採択のため年度途中で辞退)