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細胞と組織の微視的相互作用を考慮した喫煙時の肺胞壁リモデリングモデルの提案

研究課題

研究課題/領域番号 17F17057
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分外国
研究分野 生体医工学・生体材料学
研究機関九州大学

研究代表者

工藤 奨  九州大学, 工学研究院, 教授 (70306926)

研究分担者 KARIMI ALIREZA  九州大学, 工学(系)研究科(研究院), 外国人特別研究員
研究期間 (年度) 2017-04-26 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
2018年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2017年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
キーワード伸展刺激 / 肺胞上皮細胞 / 内皮細胞 / 物質輸送
研究実績の概要

肺の末端組織である肺胞は物質輸送を司る主要組織であり,呼吸時において各肺胞ごとに収縮拡張の様子が異なり,物質輸送が各肺胞で異なることが考えられる.さらには喫煙者と健常者の肺の収縮拡張も異なっていることが報告されており,肺胞表面での物質輸送は喫煙者と健常者で異なることが考えられる.肺胞表面での物質輸送の違いを検討するうえで,物質輸送の中心である肺胞組織に着目し,特に肺胞上皮細胞および内皮細胞の物質輸送能が肺胞環境を変化させた場合にどのような影響を受けるかに関して実験的に明らかにすることを第一の目的とする.さらには上皮細胞および内皮細胞の力学特性を実験的に計測し力学環境による変形能の違いを計測することを第二の目的とし,ミクロからマクロまでを含む肺組織計算モデルを構築することで,健常者と喫煙者の肺胞表面での物質輸送能の違いがどのようなメカニズムで生じるかを明らかにすることを最終的な目的とする.
平成30年度は,肺組織のミクロレベルでの計測を試みた.肺胞を構成する肺胞上皮細胞の力学特性を調べるための実験装置を構築し,引張刺激を負荷すると肺胞上皮細胞内の小胞輸送機能および細胞骨格が変化することがわかったが,論文投稿に至るまでの十分なデータを取得するこはできなかった.
一方で,蛍光ビーズを埋め混んだシリコンゲルを作製し,内皮細胞を培養した.内皮細胞内にPKCα-GFPを遺伝子導入し,PKCαの生化学応答を取得した.レーザー照射により計測対象細胞の隣接細胞を死滅させ,細胞間接着を乖離させ,細胞間接着乖離前後の蛍光ビーズの変位量から,細胞が接着している足場のひずみ量を計測し,PKCαの変化量と細胞の足場のひずみ量を比較した.
PKCαは死滅した細胞の隣接細胞内(計測対象細胞)で,死滅細胞側に集積し,PKCαが集積する部位はひずみ量が大きい部分であることが明らかとなった.

現在までの達成度 (段落)

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (2件)

すべて 2019 2017

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (1件)

  • [雑誌論文] Unloading of intercellular tension induces the directional translocation of PKCα2019

    • 著者名/発表者名
      Toshihiro Sera, Masataka Arai, Zhunghua Cui, Koichi Onose, Alireza Karimi, Susumu Kudo,
    • 雑誌名

      Journal of Cellular Physiology

      巻: 234 号: 6 ページ: 9764-9777

    • DOI

      10.1002/jcp.27662

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 実験的検証モデルを用いたヒト眼球損傷過程に関する数値解析2017

    • 著者名/発表者名
      Karimi Alireza,世良俊博, 工藤奨
    • 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
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2017-05-25   更新日: 2024-03-26  

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