| 研究課題/領域番号 |
19K22944
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分90:人間医工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 茨城大学 |
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研究代表者 |
長山 和亮 茨城大学, 理工学研究科(工学野), 教授 (10359763)
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| 研究期間 (年度) |
2019-06-28 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2020年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2019年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
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| キーワード | 細胞バイオメカニクス / メカノバイオロジー / 細胞骨格 / 細胞核 / 恒常性 / 生体医工学 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
血管や骨などの生体組織は力の変化に応じて細胞が応答し「リモデリング」する．最近，申請者らは，細胞には，内部構造や発生する張力を効率良く再現させる「構造と力の記憶」が備わる可能性に気付いた．そこで．本研究では，細胞の内部構造をバラバラにした後，その構造や張力が再現する過程を詳しく調べる．そして，細胞や組織全体が如何にして「記憶の維持」と「記憶のリセット」を切り替えているのか明らかにする．
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| 研究成果の概要 |
本研究では細胞の構造と力の記憶メカニズムを探るとともに，その生理的意義を明らかにすることを目的とし，特に細胞老化との関わりに着目しながら2年間の研究を進めてきた．血管平滑筋細胞を対象として，低継代数の細胞と，継代を重ねた細胞を準備し，アクチン細胞骨格の分布様態，細胞張力，細胞の運動特性を調査した．継代数が増えると細胞面積が増加するが，細胞張力が減少し，運動能にも低下が見られた．アクチン細胞骨格を物理的に切断して，収縮挙動と構造・力の再現力を評価したところ，継代数が進むにつれて復帰能は高まるが，再現性は乏しくなる傾向が得られた．細胞の張力や構造の記憶能力が細胞老化に深く関わる可能性が示された．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究では，細胞の継代数が増え老化が進むと細胞張力が減少し運動能にも低下が見られること，個々のアクチン細胞骨格の復帰能力は高まるがその再現性は乏しくなることを明らかにした．さらに，細胞が自身の力学構造の再現と崩壊を巧みに切り換える機能を持っており，その機能は細胞老化と密接に関わることが示唆された．本研究では，このような１つ１つの細胞に備わる「構造と力の再現能力」が，様々な外乱に対する組織全体の恒常性を維持するキーファクターとなっている可能性を世界で初めて得た研究であり，疾患や創傷の早期治療手法の開発などに応用展開できる可能性がある．
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