生体組織傾斜構造に類似の細胞培養床の作成

1996 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 08243219
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 林 利彦 東京大学, 大学院・総合文化研究科, 教授 (60090528)
• 研究分担者: 今村 保忠 東京大学, 大学院・総合文化研究科, 助手 (40201339)
• キーワード: I型コラーゲン線維 / IV型コラーゲンメッシュワーク / IV型コラーゲン / IV型コラーゲンゲル / マトリジェル / 培養細胞基質 / I型コラーゲンゲル / 星細胞

研究概要

動物、植物などの生体組織構造は極性があり、傾斜しており、それに沿って多数の細胞が配置され、それぞれの位置に相応しい細胞機能を果たしている。生体傾斜構造は生体機能とどう関係しているか。本研究では細胞分化の機能維持および組織構造の恒常性維持に関係あるという作業仮説を立て、これを検証することを試みる。すなわち、生成組織構造が傾斜している状態が生理的な状態で、これが崩れたことが情報となって、細胞に認識され、修復過程へと向かう。生体組織構造の構成要素は細胞と細胞外マトリックスに分けられる。細胞周囲の三次元構築に傾斜があることにより、細胞はその位置を認識し、組織の中での情報処理にあたっている。このような仮説を実験的に検証するにはどうするのがよいか。
報告者らは種々の再構成細胞外マトリックス会合体を培養細胞の基質に用いた時、細胞がどのような応答を示すか、検討してきた。本年度は得られた結果は再構成IV型コラーゲンゲルについてである。1。IV型コラーゲンからはじめてゲルを再構成することに成功した。IV型コラーゲンゲルの微細構造と基底膜の超微細構造とは相似していた。肝臓星細胞は肝臓類洞周囲に存在し、3次元的に突起を伸した星型の形態をしている。単離した星細胞を3種のゲル上に播種し、形態を観察した。I型コラーゲンゲルでは二極性を示し、マトリジェルおよびIV型コラーゲンゲル上では細胞は星形の形態を示した。マトリジェル上では細胞は別々に存在していたが、IV型コラーゲンゲルにおいては細胞は互いに突起の先端同士で、接合していた。星細胞が周囲の固相の環境によって著しい応答の違いを見せた。

研究成果

• [文献書誌] Masao Iwata: "The 160k α1(IV)chain,a short form of type IV collagen polypeptide,of bovine lens capsule ratains the NCl domain" J.Biochem.120. 133-137 (1996)
• [文献書誌] Kazunori Mizuno: "Separation of the subtypes of type V collagen molecules,[α1(V)]、α2(V)and α1(V)α2(V)α3(V),by chain composition-dependent affinity for heparin" J.Biochem.120. 934-939 (1996)
• [文献書誌] Koichi Nakazato: "Gelation of the lens capsule type IV collagen solution at a neutral pH" J.Biochem.120. 889-894 (1996)
• [文献書誌] Keiko Sakai: "Conformational change precedes the formation of multimeric fibronectin" J.Biochem.119. 58-62 (1996)
• [文献書誌] Masatoshi Muraoka: "Gel Formation from the Type IV Collagen from Bovine Lens Capsule in Guanidine-HCl and Dithiothreitol" J.Biochem.119. 167-172 (1996)
• [文献書誌] Eijiro Adachi: "Aggregates of collagen IV prepared from normal tissues are composed of 16 nm-sided polygons" J.Electron Microscopy.(in press). (1997)
• [文献書誌] Seiichiro Takahashi: "Possible Production of Type XVIII Collagen by Fetal Lung Fibroblast" Matrix Biology. 15. 159 (1996)
• [文献書誌] Keiko Sakai: "Specific Function of the Multimeric Fibronectin Formed in vitro as Revealed by the Interaction with HT1080 Cells" Matrix Biology. 15. 157 (1996)
• [文献書誌] Tasuku Sasaki: "Evidence for Extracellular Processing of Type IV Collagen alpha Chains in Human Fibroblast Culture" Matrix Biology. 15. 158 (1996)
• [文献書誌] Motohiro Hirose: "Multimeric Fibronectin Showed a Potent Inhibition on the Differentiation of ST13 into Adipocyte" Matrix Biology. 15. 158 (1996)
• [文献書誌] Masayuki Yamato: "Dispersed Distribution of α2β1 Integrin on the Entire Surface of Elongated Human Fibroblasts Cultured in Three-dimensional Collagen Gel" Matrix Biology. 15. 159 (1996)
• [文献書誌] 中里浩一: "細胞培養ゲル,“ゲルハンドブック"" (長田義仁、梶原莞爾編)、エヌ・ティー・エス(in press), (1997)
• [文献書誌] 圷信子: "老化と細胞外マトリックス、“細胞外マトリックス"" (渡辺、岡崎編)、メディカルレビュー社、東京・大阪, 9 (1996)
• [文献書誌] Eijiro Adachi: "Basement-membrane stromal relationships.Interactions between Collagen Fibrils and the Lamina densa" Internat.Rev.of Cytology,173 Academic Press,San Diego(in press), (1997)
• [文献書誌] 今村保忠: "細胞外マトリックスの会合 細胞接着研究の最前線 シグナル伝達から癌転移への関与まで." 佐邊、月田編、実験医学増刊 Vol.14,No.17, 8 (1996)
• [文献書誌] 大和雅之: "コラーゲン、“細胞接着分子"" (竹市・宮坂編)東京化学同人、東京, 5 (1996)
• [文献書誌] 今村保忠: "コラーゲンファミリー細胞接着、BioScience用語ライブラリー" 宮坂昌之、矢原一郎編、羊土社,東京, 8 (1996)
• [文献書誌] 中里浩一: "生体材料としての細胞外マトリックス"生体材料工学"" (砂本順三、岡野輝男、松田武久編)生物工学基礎コース15巻、丸善、東京(in press), (1997)
• [文献書誌] 林 利彦: "細胞外マトリックス総論"細胞接着分子"" (竹市・宮坂編)東京化学同人、東京, 5 (1996)