| 研究課題/領域番号 |
15K01304
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| 研究機関 | 首都大学東京 |
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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)
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| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| 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 |
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| 研究実績の概要 |
細胞核への力学情報伝達が細胞の力学応答および細胞核自身の力学特性に及ぼす影響を明らかにする目的において，本年度は細胞核の力学特性が細胞の形態的力学応答に果たす役割を検討した．
無処理の野生型線維芽細胞に対して，接着基質の繰り返し伸展刺激を負荷すると，負荷1時間で細胞は一旦収縮した丸まった形状を示した．その後再び伸長した形態を示し，伸展刺激に対して直交する方向への配向した．これに対して，細胞核とアクチンフィラメントとを架橋するタンパク質ネスプリン－１を発現抑制した線維芽細胞に対して繰り返し伸展刺激を負荷したところ，負荷1時間で細胞が丸まった形状を示す現象，またその後の収縮伸展方向に対して直交する方向への再配向する現象は確認されたものの，発現抑制しなかった野生型細胞に比べて再配向後の細胞伸長度の低下が見られた．
細胞伸長に対する細胞核の力学的役割を検討するため，トリコスタチンＡ処理により細胞核弾性率を低下させた細胞に対して，繰り返し伸展刺激負荷実験を行った．トリコスタチンＡ処理により細胞は無処理に細胞に比べ刺激負荷前から丸まった形態を示した．さらに伸展刺激負荷後，ネスプリン－1を発現抑制した細胞と同様に，1時間で細胞は丸まった形状を示し，その後再配向現象を示したが，細胞伸長度は低下したままであった．
これらの結果から，細胞核の弾性率は繰り返し伸展刺激にさらされた細胞の伸長に対して重要な役割を持つことが明らかになった．またネスプリン－1を発現抑制した場合，細胞核の力学的な役割が細胞内において機能しないため，細胞伸長度の低下が生じたと考えられた．
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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
前年度明らかにした細胞核力学特性の変化を受けて，本年度は細胞核の細胞応答に対する力学的役割について，基本的なデータ収集を行えており，おおむね順調に伸展していると判断する．
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| 今後の研究の推進方策 |
細胞核リモデリングメカニズムの検討：これまでに明らかにした細胞核の力学特性変化の構造的および分子的メカニズムの解明を目指す．細胞核内部の構造で，細胞核力学特性に寄与すると考えられるクロマチンの凝集状態およびクロマチンと細胞核膜との架橋タンパク質，さらに核膜構造タンパク質の発現の調査を行う．また細胞核の力学特性変化に対する細胞外部の力学刺激の詳細な影響を確認するため，細胞核ー細胞骨格結合を阻害した細胞に対する実験も条件を変化させて行う予定である．
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| 次年度使用額が生じた理由 |
研究実施に必要な物品購入を行うことが出来ない残額であったため，次年度に繰り越すことにした．
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| 次年度使用額の使用計画 |
次年度研究計画および研究費使用に影響することはないと考えられる．
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