| 研究課題/領域番号 |
19K16096
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| 研究機関 | 国立研究開発法人理化学研究所 |
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研究代表者 |
山本 尚貴 国立研究開発法人理化学研究所, 生命機能科学研究センター, 研究員 (30805338)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| キーワード | 生物物理 / 上皮組織 / メカノバイオロジー |
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| 研究実績の概要 |
上皮細胞が隙間なく接着した細胞層である上皮組織は、多細胞生物の生命活動に不可欠であり、上皮組織の機能解明は生物学の重要な課題である。上皮組織は、細胞同士が互いに力を及ぼし合うことで細胞間接着を維持しながら、動的に互いの位置関係を変化させ、生物学的機能を果たす。そのため、上皮組織の機能の理解のためには、上皮組織の動態を支配する細胞間の力学機構を解明することが不可欠である。本研究では「細胞間の力が各細胞の状態を介した細胞間の相互作用により、どのように制御されているか」を定量的に明らかにすることを研究目的とする。本研究では、上皮組織のミニマルな多細胞ユニットに着目したアプローチをとる。具体的には、３細胞及び４細胞と少数細胞で上皮組織の構造を維持できる実験系を確立し、少数細胞系で細胞間の力学が、各細胞の状態を介した相互作用により、どのように制御されるかを定量的に解明する。
2019年度は、まず、３細胞及び４細胞で、上皮組織としての性質を保つことができるマイクロウェルを構築することを目指した。具体的には、上皮組織での1細胞の周囲環境を再現するために、マイクロウェルの底面と側面をそれぞれフィブロネクチンやカドヘリンなどで修飾する手法を用いた。本年度は、このようなマイクロウェルの作製方法を概ね確立し、次年度以降、上皮細胞をマイクロウェルの中に入れ、そのダイナミクスを観察する準備を整えた。また、これらの実験と同時に、本研究で予測される細胞間の張力や接着力などの力学的な性質の時間的な変化が上皮組織のダイナミクスにどのような影響を及ぼすかを数理モデルにより明らかにし、上皮組織の力学的な性質と動的な性質の関係についての知見を得ることができた。
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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
本年度は、上皮組織での1細胞の周囲環境を再現するためのマイクロウェルの作製方法を概ね確立でき、次年度以降、上皮細胞のダイナミクスを観察・定量する準備を整えることができたため概ね順調である。
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| 今後の研究の推進方策 |
本年度は、上皮細胞観察用のマイクロウェルの作製方法を概ね確立できたので、今後は実際に上皮培養細胞を入れて観察を行い、ダイナミクスの定量を進める。また、本年度に引き続き、数理モデルを用いて上皮組織の力学的な性質と動的な性質の関係について明らかにしていく。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
本年度は、作製した細胞観察用チャンバーにおいて、細胞観察実験の条件検討を行う予定であったが未完了であり、次年度に行う必要がでてきたため、次年度使用額が生じた。次年度予定の本格的な細胞観察実験・データ解析に必要な翌年度分として請求した助成金に加えて、細胞観察実験の条件検討のために次年度使用額を使用する。
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