| 研究課題/領域番号 |
22KJ1965
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| 補助金の研究課題番号 |
22J21732 (2022)
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| 研究種目 |
特別研究員奨励費
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| 配分区分 | 基金 (2023)
補助金 (2022) |
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| 応募区分 | 国内 |
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| 審査区分 |
小区分26040:構造材料および機能材料関連
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
呉 裴征 京都大学, エネルギー科学研究科, 特別研究員(DC1)
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| 研究期間 (年度) |
2023-03-08 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
2,500千円 (直接経費: 2,500千円)
2024年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2023年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2022年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
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| キーワード | 金属材料 / 細胞内シグナル / 細胞集団 / 機械的刺激応答 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
これまでの多くの研究では、個々の細胞（細胞単体）を対象にして，その機械的刺激の感知機序の解明をしてきた一方，細胞集団(細胞シート等)、特に三次元細胞集団(スフェロイド、オルガノイド等)についてはほとんど行われていない。
そこで本研究では、まず生体適合性のあるナノポーラス(np)金アクチュエータを用い周期引張刺激を細胞集団に負荷し、細胞シートやスフェロイドなど細胞集団の機械的刺激感知機序を明らかにする。その後，解明した機械的刺激感知機序を活用し，細胞集団の配向性，活性，分化などの制御を目指す．
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| 研究実績の概要 |
昨年度ではナノポーラス金アクチュエータを用いて，配向させたヒト線維芽細胞の細胞シートに周期引張刺激を与え，細胞内シグナル伝達であるMAPK経路のERK，JNK，p38が活性化することを明らかにした．
今年度では，ナノポーラス金アクチュエータの周囲にプラスチック製の基板を付け，21×21mmの正方形サンプルを作製した．このサンブルの真ん中にはナノポーラス金アクチュエータが有り，このエリアのみ周期引張刺激を生じることができる．そのため，真ん中のナノポーラス金アクチュエータ部分から生じた周期引張刺激が如何に周囲の細胞シートへ伝達するかを調べることができる．また，本研究では，昨年度と同じインテグリンの阻害剤であるObtustatin，BTT3033，細胞遊走に関連するミオシンの阻害剤であるBlebbistatin，ML-7を用いて，長距離伝搬におけるインテグリンの役割について調べた．
結果は以下になる：①細胞シートに対して周期引張刺激を与えた結果，ナノポーラス金アクチュエータ上のみならず，プラスチック基板上の細胞シートも配向した．細胞間結合に関連するカドヘリンの応力伝達に関連するVinculinY822の活性を調べたところ，活性していないことが明らかになり，したがって，細胞内シグナル伝達により，約数ミリメートルの距離まで細胞が配向したと示唆される．②細胞シートに阻害剤を加えて，周期引張刺激を与えた結果，いずれも配向性が無くなった．以上の結果により，周期引張刺激はインテグリンを通して，細胞間結合であるカドヘリンを活性化して，そのシグナル伝達が数ミリメートルまで及び，細胞シート全体が配向したと考えられる．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
当初の計画どおり、概ね順調に進展している。
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| 今後の研究の推進方策 |
ナノポーラス金アクチュエータを細胞シートに周期引張刺激を与え，そのシグナル伝達をシングルセルRNAシーケンス（ｓｃRNA-Seq）で網羅的に調べる．
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