細胞力学応答を制御する細胞核リモデリングの解明

• 研究課題/領域番号: 15K01304
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 生体医工学・生体材料学
• 研究機関: 首都大学東京
• 研究代表者: 坂元 尚哉 首都大学東京, システムデザイン研究科, 准教授 (20361115)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円); 2017年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2016年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2015年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
• キーワード: 生物・生体工学 / 細胞・組織 / 細胞核 / 架橋タンパク質 / 細胞骨格

研究成果の概要

本研究では，細胞核－アクチンフィラメント結合を架橋するタンパク質の一つNesprin-1を発現抑制した線維芽細胞の伸展刺激負荷に対する形態変化を調べた．その結果，繰り返し伸展刺激によって引き起こされる細胞伸長がNesprin-1を発現抑制により減少した．細胞核力学特性を低下させた際にも同様の傾向が見られ，細胞核力学特性が伸展刺激環境下における極性を有した細胞伸長において重要な役割を担うことが示唆された．

研究成果

• [雑誌論文] Mechanical role of nesprin-1-mediated nucleus-actin filament binding in cyclic stretch-induced fibroblast elongation (2017)
  • 著者名/発表者名: N. Sakamoto, M. Ogawa, K. Sadamoto, M. Takeuchi, N. Kataoka
  • 雑誌名: Cellular and Molecular Bioengineering 巻: 10 号: 4 ページ: 327-338
  • DOI: 10.1007/s12195-017-0487-6
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fluid shear stress combined with shear stress spatial gradients regulate vascular endothelial morphology (2017)
  • 著者名/発表者名: D. Yoshino, N. Sakamoto, M. Sato
  • 雑誌名: Integrative Biology 巻: 9 号: 7 ページ: 584-594
  • DOI: 10.1039/c7ib00065k
  • 査読あり
• [雑誌論文] Influence of shear stress on phenotype and MMP production of smooth muscle cells in a co-culture model (2017)
  • 著者名/発表者名: X. Han, N. Sakamoto, N. Tomita, H. Meng, M. Sato, M. Ohta
  • 雑誌名: Journal of Biorheology 巻: 印刷中
  • NAID: 130006394622
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Effect of low oxygen conditions on matrix metalloproteinase-9 production of macrophages subjected to cyclic stretching: involvement of ERK and Rho kinase pathways (2017)
  • 著者名/発表者名: N. Sakamoto, K. Sadamoto
  • 雑誌名: Journal of Biomechanical Science and Engineering 巻: 12 号: 1 ページ: 16-00590-16-00590
  • DOI: 10.1299/jbse.16-00590
  • NAID: 130005519962
  • ISSN: 1880-9863
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [学会発表] 接着基質伸展に伴う細胞内局所変形挙動のその場観察装置の開発 (2018)
  • 著者名/発表者名: 小林裕季，木村 俊，武居直行，坂元尚哉
  • 学会等名: 日本機械学会関東学生会第57回学生員卒業研究発表講演会
• [学会発表] 細胞核-アクチンフィラメント結合が伸展刺激による細胞核力学特性変化に果たす役割 (2017)
  • 著者名/発表者名: 坂元尚哉，定本紀代美，小川麻衣，片岡則之，竹内雅貴
  • 学会等名: 第37回バイオトライボロジシンポジウム
  • 発表場所: 首都大学東京秋葉原キャンパス（東京都千代田区）
  • 年月日: 2017-03-11
• [学会発表] 繰り返し伸展刺激による細胞形態変化と細胞核力学特性の関係 (2017)
  • 著者名/発表者名: 坂元尚哉，定本紀代美，小川麻衣，片岡則之，竹内雅貴
  • 学会等名: 日本機械学会第29回バイオエンジニアリング講演会
  • 発表場所: ウインクあいち（愛知県名古屋市）
  • 年月日: 2017-01-20
• [学会発表] 高せん断応力環境に対する血管内皮細胞の形態応答 (2017)
  • 著者名/発表者名: 坂元 尚哉，堀江 悠太，大山 侑樹，舘林 耕平，中村 匡徳
  • 学会等名: 第40回日本バイオレオロジー学会年会
• [学会発表] 線維芽細胞牽引力に対する細胞核の力学的役割 (2017)
  • 著者名/発表者名: 伊藤 佳祐，伊井 仁志，和田 成生，坂元 尚哉
  • 学会等名: 日本機械学会第28回バイオフロンティア講演会
• [学会発表] 伸展刺激による線維芽細胞核力学特性変化に対するNesprinを介した力学伝達の寄与 (2017)
  • 著者名/発表者名: 坂元 尚哉，香嶋謙志郎，定本 紀代美，小川 麻衣，片岡 則之，竹内 雅貴
  • 学会等名: 日本機械学会第30回バイオエンジにリング講演会
• [学会発表] Changes in Nuclear Stiffness of Nesprin-1 Depleted Fibroblasts Exposed to Cyclic Stretching (2016)
  • 著者名/発表者名: N. Sakamoto, K. Sadamoto, M. Ogawa, M. Takeuchi, N. Kataoka
  • 学会等名: Summer Biomechanics, Bioengineering and Biotransport Conference
  • 発表場所: Maryland (USA)
  • 年月日: 2016-07-02
  • 国際学会
• [学会発表] 細胞の力学応答における細胞核の構造的・力学的役割の検討 (2016)
  • 著者名/発表者名: 坂元尚哉
  • 学会等名: 第17回流体科学におけるバイオ・医療に関する研究会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2016-02-22
  • 招待講演
• [学会発表] 繰り返し伸展刺激を負荷した線維芽細胞核の弾性率に対するNesprin-1発現抑制の影響 (2016)
  • 著者名/発表者名: 定本紀代美，小川麻衣，片岡則之，竹内雅貴，坂元尚哉
  • 学会等名: 日本機械学会第28回バイオエンジニアリング講演会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2016-01-09
• [学会発表] Proliferation of Nesprin-1 Knocked-down Fibroblasts Cultured on Substrates of Different Stiffness (2015)
  • 著者名/発表者名: N. Sakamoto, T. Kishimoto, C.E. Kuriki
  • 学会等名: International Conference on Advanced Technology in Experimental Mechanics 2015
  • 発表場所: Toyohashi, Japan
  • 年月日: 2015-10-05
  • 国際学会
• [学会発表] 細胞核ーアクチンフィラメント結合を阻害した細胞の力学応答 (2015)
  • 著者名/発表者名: 坂元尚哉
  • 学会等名: イノバイオ研究会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2015-07-31
• [学会発表] Nesprin-1を発現抑制した線維芽細胞の繰り返し伸展刺激に対する形態変化 (2015)
  • 著者名/発表者名: 坂元尚哉，小川麻衣，定本紀代美
  • 学会等名: 第54回日本生体医工学会大会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2015-05-08
• [備考] 首都大学東京システムデザイン学部機械システム工学科坂元研究室ホームページ
  • URL: http://www.comp.sd.tmu.ac.jp/mechanobio/index.html