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2019 年度 実績報告書

血管内皮の表面幾何形状が好中球のローリング挙動に与える影響に関する実験的研究

研究課題

研究課題/領域番号 17K06140
研究機関近畿大学

研究代表者

白井 敦  近畿大学, 工学部, 教授 (20302226)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
キーワードHL-60 / Rolling / Surface topography / Pressing force / Endothelium
研究実績の概要

本年度は,P-セレクチンのPDMS基板への局所的な塗布方法および塗布領域の蛍光観察手法の検討を行った.その結果,蛍光観察のための抗体の接着自体にムラができる,基板を他のタンパク等でコーティングしても蛍光が見られることから,PDMS基板上におけるP-セレクチン塗布の成否の確認が困難であることが明らかになった.そのため,フォトリソグラフィ技術を用いてガラス板で基板を作成する必要があると考えられる.また,これと平行して,HL-60細胞の平均移動速度および移動速度ベクトルの角度の分散の理論限界値を見積もる数学モデルを構築し,実験結果が理論値に漸近することを確認した.さらに,このモデルを基に,細胞が六角形パターンの谷間を通る割合を実験結果から逆算すると,パターン形状による差がほとんど無いことが示された.
本研究課題では,血管内皮表面の凹凸形状を六角形の千鳥状パターンに模擬した基板をPDMSで作成した.ここで,血流に曝された血管内皮細胞が流れ方向に配向することを考慮し,正六角形と伸長した六角形の2種類のパターンで作成した.そして,傾斜遠心顕微鏡を用いて,好中球のモデル細胞であるHL-60細胞のこれら基板上におけるローリング挙動を観察した.基板への押しつけ力を種々に変化させた結果,押しつけ力が増加するに従ってより多くの細胞がパターンの谷間を通るようになり,細胞駆動力方向の平均速度が減少するとともに細胞の瞬間速度ベクトルの角度分散が大きくなることが示された.また,パターンの谷間を通過する細胞の数割合を見積もる数学モデルを構築し,パターン形状による差がほとんど無いことを示した.本結果は,免疫反応において好中球がP-セレクチンの局在する血管内皮細胞辺縁部を通過するためには,血管内皮表面の幾何形状ではなく,軸集中した赤血球による血管内皮への押しつけ力が重要であること示唆している.

  • 研究成果

    (1件)

すべて 2019

すべて 学会発表 (1件) (うち招待講演 1件)

  • [学会発表] 微小血管における白血球流動のモデリング2019

    • 著者名/発表者名
      白井 敦
    • 学会等名
      近畿大学工学部研究公開フォーラム2019
    • 招待講演

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公開日: 2021-01-27  

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