音響波は生体深部に伝達可能であり,かつ適切な強度に設定することで,生体に力学的な刺激を付加し,血管の新生や骨成長を促すことが可能である.ところが,そのメカニズム,特に細胞レベルでの現象は明らかになっていない.本研究では,音波に伴う細胞への非定常な力学刺激について,新しい実験系を構築し,細胞応答を観察する取り組みを行った.音源としてレーザを用い,溶媒中における光吸収によって生じる粗密波を細胞へと導入した.レーザ2光束を異なる角度で入射し,干渉縞の間隔を調整することで粗密波の周波数(波長)を自由に制御する系である.細胞にある刺激が与えられたとき,その刺激の時間波形をフーリエ変換したことを考え,最も支配的な周波数成分を検証する目的である.また,細胞の形態は位相イメージングにて,細胞の応答はカルシウムイメージングにて可視化した.構築した系における粗密波はシャドウグラフ法にて可視化し,レーザ光の入射角度を調整することで2-3umから11um程度の粗密波が発生できていることを確認した.なお,評価系の空間分解能は光学システムで決定される1um程度である.さらに,マウス繊維芽細胞株NIH3T3を用いた,レーザ駆動粗密波による細胞刺激により,細胞内カルシウムイオン濃度の上昇がみられた.照射後に一過性で濃度上昇がみられた細胞や,濃度変化を振動的に繰り返す細胞がみられ,これらは現在,解析中である.最後の期間にて,細胞の粗密波に対する応答の周波数依存性について,いくつかサンプルを用いて実験を行っており,現在も引き続き検証を行っているところである.
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