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2011 年度 研究成果報告書

細胞の力学応答機構解明を目指した細胞内残留応力場のその場計測手法の確立

研究課題

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研究課題/領域番号 20680025
研究種目

若手研究(A)

配分区分補助金
研究分野 医用生体工学・生体材料学
研究機関名古屋工業大学

研究代表者

長山 和亮  名古屋工業大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (10359763)

研究期間 (年度) 2008 – 2011
キーワードバイオメカニクス / 生物・生体工学 / メカノトランスダクション / 細胞骨格
研究概要

本研究では,細胞の力学応答機構の解明という観点から,生理状態の細胞内部の微細構造体に生じる力・ひずみと,それらの力学特性を定量化し,細胞内での力・ひずみの伝達機構の解明を目指した.アクチンストレスファイバや微小管などの細胞骨格に生じる引張力・圧縮力のバランスによって,細胞の3次元形態や収縮力が精密に制御されていることが分かった.さらに,細胞骨格と細胞核が力学的に結合しており,基質に生じた力や変形が細胞骨格を介して核に直接伝わり,核内部のDNA構造に変化を与えうることが分かった.本研究によって,細胞に備わる新たな「力学刺激一生化学応答変換機構」の可能性が示された.

  • 研究成果

    (37件)

すべて 2012 2011 2010 2009 2008 その他

すべて 雑誌論文 (12件) (うち査読あり 10件) 学会発表 (22件) 備考 (2件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Strain waveform dependence of stress fiber reorientation in cyclically stretched osteoblastic cells : Effects of viscoelastic compression of stress fibers2012

    • 著者名/発表者名
      Nagayama K, Kimura Y, Makino N, Matsumoto T
    • 雑誌名

      American Journal of Physiology, Cell Physiology

      巻: 302

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dynamic Changes of Traction Force at Focal Adhesions during Macroscopic Cell Stretching Using an Elastic Micropillar Substrate : Tensional homeostasis of aortic smooth muscle cells2012

    • 著者名/発表者名
      Nagayama K, Adachi A, Matsumoto T
    • 雑誌名

      Journal of Biomechanical Science and Engineering

      巻: 7 ページ: 130-140

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Tensile properties of vascular smooth muscle cells : bridging vascular and cellular biomechanics2012

    • 著者名/発表者名
      Matsumoto T, Nagayama K
    • 雑誌名

      Journal of Biomechanics

      巻: 45 ページ: 745-755

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Stress fibers stabilize the position of intranuclear DNA through mechanical connection with the nucleus in vascular smooth muscle cells2011

    • 著者名/発表者名
      Nagayama K, Yahiro Y, Matsumoto T
    • 雑誌名

      FEBS Letters

      ページ: 585-24, 3992-3997

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Heterogeneous Response of Traction Force at Focal Adhesions of Vascular Smooth Muscle Cells Subjected to Macroscopic Stretch on a Micropillar Substrate2011

    • 著者名/発表者名
      Nagayama K, Adachi A, Matsumoto T
    • 雑誌名

      Journal of Biomechanics

      巻: 44 ページ: 2699-2705

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dynamic Change in Morphology and Traction Forces at Focal Adhesions in Cultured Vascular Smooth Muscle Cells during Contraction2011

    • 著者名/発表者名
      Nagayama K, Matsumoto T
    • 雑誌名

      Cellular and Molecular Bioengineering

      巻: 4-3 ページ: 348-357

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Heartbeat regulates cardiogenesis by suppressing retinoic acid signaling via expression of miR-1432011

    • 著者名/発表者名
      Miyasaka K, Kida Y, Banjo T, Ueki Y, Nagayama K, Matsumoto T, Sato M, Ogura T
    • 雑誌名

      Mechanisms of Development

      巻: 128-1-2 ページ: 18-28

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 機械工学年鑑i/4.バイオエンジニアリング/4. 2. 1細胞のバイオメカニクス2011

    • 著者名/発表者名
      長山和亮
    • 雑誌名

      日本機械学会誌

      巻: 106 ページ: 575

  • [雑誌論文] In situ observation of nuclear behavior during laser nano-dissection of actin stress fibers : mechanical interaction between actin stress fibers and nucleus2011

    • 著者名/発表者名
      Nagayama K, Yahiro Y, Matsumoto T
    • 雑誌名

      Proceedings of the ASME 2011 Summer Bioengineering Conference

      巻: SBC2011-53264

  • [雑誌論文] Estimation of Single Stress Fiber Stiffness in Cultured Aortic Smooth Muscle Cells under Relaxed and Contracted States2010

    • 著者名/発表者名
      Nagayama K, Matsumoto T
    • 雑誌名

      Journal of Biomechanics

      巻: 43 ページ: 1443-1449

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effects of three-dimensional culture and cyclic stretch stimulation on expression of contractile proteins in freshly isolated rat aortic smooth muscle cells2009

    • 著者名/発表者名
      Nagayama K, Morishima N, Matsumoto T
    • 雑誌名

      Journal of Biomechanical Science and Engineering

      巻: 4 ページ: 286-297

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Contribution of Actin Filaments and Microtubules to Quasi-in situ Tensile Properties and Internal Force Balance of Cultured Smooth Muscle Cells on a Substrate2008

    • 著者名/発表者名
      Nagayama K and Matsumoto T
    • 雑誌名

      American Journal of Physiology, Cell Physiolog

      巻: 295 ページ: 1569-1578

    • 査読あり
  • [学会発表] ストレスファイバと細胞核の機械的結合による核内DNA安定化の可能性2012

    • 著者名/発表者名
      長山和亮
    • 学会等名
      第24回バイオエンジニアリング講演会
    • 発表場所
      豊中
    • 年月日
      20120107-08
  • [学会発表] On the roles of actin stress fibers on mechanical stabilization of the nucleus and intracellular DNA2011

    • 著者名/発表者名
      Nagayama K
    • 学会等名
      The 5th ShanghInternationalnat Conference on Biophysics and Molecular Biology
    • 発表場所
      Shanghai-Hangzhou, China
    • 年月日
      20111104-08
  • [学会発表] Dynamic behavior of nucleus and inh-luclear DNA induced with laser nano-dissection of stress fibers in vascular smooth muscle cells2011

    • 著者名/発表者名
      Nagayama K
    • 学会等名
      日本生物吻理学会第49回年会
    • 発表場所
      姫路
    • 年月日
      20110916-18
  • [学会発表] In situ observation of nuclear behavior during laser nano-dissection of actin stress fibers : Mechanical interaction between actin stress fibers and nucleus2011

    • 著者名/発表者名
      Nagayama K
    • 学会等名
      ASME 2011 Summer Bioengineering Conference
    • 発表場所
      Farmington, PA, USA
    • 年月日
      20110622-25
  • [学会発表] 細泡の力学応答解析ツールとしての磁気駆動式マイクロピラーデバイスの開発2011

    • 著者名/発表者名
      長山和亮
    • 学会等名
      日本AEM学会第23回
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      20110518-20
  • [学会発表] アクチンストレスファイバのレーザ切断に伴う細胞核の変形挙動観察2011

    • 著者名/発表者名
      長山和亮
    • 学会等名
      第50回日本生体医工学会大会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      20110429-0501
  • [学会発表] In situ observation of dynamic deformation of nucleus induced with laser nano-dissection of stress fibers : Mechanical interaction between stress fibers and nucleus2011

    • 著者名/発表者名
      Nagayama K
    • 学会等名
      International Symposium on the Physicochemical Field for Genetic Activities
    • 発表場所
      West inn Awaji Island, Japan
    • 年月日
      20110124-26
  • [学会発表] 磁気駆動式マイクロピラーデバイスを用いた細胞焦点接着剖立への力学束2011

    • 著者名/発表者名
      長山和亮
    • 学会等名
      第23回バイオエンジニアリング講演会
    • 発表場所
      熊本
    • 年月日
      20110108-09
  • [学会発表] 血管平滑筋細胞内のアクチンストレスファイバと核の機械的相互作用に関する研究2011

    • 著者名/発表者名
      長山和亮
    • 学会等名
      第20回ライフサポート学会フロンティア講演会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2011-03-05
  • [学会発表] 培養血管平滑筋細胞の巨視的引張負荷・除荷に伴う細胞内張力変化のその場計測2010

    • 著者名/発表者名
      長山和亮
    • 学会等名
      日本機械学会2010年度年次大会
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      20100906-08
  • [学会発表] Strain waveform dependence of stress fiber reorientation in cyclically stretched osteoblast-like cells : Possible effects of viscoelastic compression of stress fibers during stretch cycle2010

    • 著者名/発表者名
      Nagayama K
    • 学会等名
      The Sixth World Congress of Biomechanics
    • 発表場所
      Singapore
    • 年月日
      20100801-06
  • [学会発表] 焦点接着剖立への独立した力学束轍負荷を目指した磁気駆動式マイクロヒ.ラーデバイスの開発2010

    • 著者名/発表者名
      長山和亮
    • 学会等名
      第49回日本生体医工学会大会
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      20100625-27
  • [学会発表] 血管平滑筋細胞内ストレスファイバの配向ならびに張力の再現陛に関する研究2010

    • 著者名/発表者名
      長山和亮
    • 学会等名
      第22回バイオエンジニアリング講演会
    • 発表場所
      岡山
    • 年月日
      20100109-10
  • [学会発表] Measurement of traction force at focal adhesions during macroscopic stretch of smooth muscle cells2009

    • 著者名/発表者名
      Nagayama K
    • 学会等名
      BMES 2009 Annual Fall Meeting
    • 発表場所
      Pittsburgh, USA
    • 年月日
      20091007-10
  • [学会発表] 血管平滑筋細胞収縮に伴う焦点接着剖立での張力変化と接着斑のダイナミクス2009

    • 著者名/発表者名
      長山和亮
    • 学会等名
      日本機械学会2009年度年次大会
    • 発表場所
      岩手
    • 年月日
      20090914-16
  • [学会発表] Measurement of traction force at focal adhesions of smooth muscle cells an microfabricated substrate during macroscopic stretching2009

    • 著者名/発表者名
      Nagayama K
    • 学会等名
      The Third Japan-Switzerland Workshop on Biomechanics
    • 発表場所
      Engelberg, Switzerland
    • 年月日
      20090901-04
  • [学会発表] 血管平滑筋細胞の収縮舌1生化過程における焦点接着斑の動的挙動観察2009

    • 著者名/発表者名
      長山和亮
    • 学会等名
      第48回日本躰匠轍会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      20090423-25
  • [学会発表] Effects of cyclic stretch waveform and cell density on the cyclic stretch-induced stress fiber reorientation in osteoblast-like cells2009

    • 著者名/発表者名
      Nagayama K
    • 学会等名
      The 4th Asian-Pacific Conference on Biomechanics
    • 発表場所
      Christchurch, New Zealand
    • 年月日
      20090414-17
  • [学会発表] 細胞の巨視的引張りに伴う焦点接着剖立での張力変化の計測2009

    • 著者名/発表者名
      長山和亮
    • 学会等名
      日本機械学会第21回バイオエンジニアリング講演会
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      20090123-24
  • [学会発表] Contribution of Stress Fibers to Quasi-in situ Tensile Stiffness of Smooth Muscle Cells2008

    • 著者名/発表者名
      Nagayama K
    • 学会等名
      2008 BMES Annual Fall Meeting
    • 発表場所
      St Louis
    • 年月日
      20081002-04
  • [学会発表] 力学的刺激による細胞機能制御の試み:繰返引張刺激ならびに基板弾陛率の違いが細胞形態および分化へ与える影響2008

    • 著者名/発表者名
      長山和亮
    • 学会等名
      第6回生活支援工学系学会連合大会
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      20080917-19
  • [学会発表] 繰返引張東嶋破形が骨芽細胞様細月包内ストレスファイバの再構築方向に及ぼす影響2008

    • 著者名/発表者名
      長山和亮
    • 学会等名
      第47回日本生体医工学会大会
    • 発表場所
      神戸国際会議揚
    • 年月日
      20080508-10
  • [備考]

    • URL

      http://biomech.web.nitech.acjp/top.html

  • [備考]

    • URL

      http://researcher.nitech.ac.jp/html/307ja.html

  • [産業財産権] 変形可能な微小構造体の製造方法2010

    • 発明者名
      長山和亮,浜田保弘,松本健郎
    • 権利者名
      長山和亮,浜田保弘,松本健郎
    • 産業財産権番号
      特許、特願2010-003205
    • 出願年月日
      2010-01-08

URL: 

公開日: 2013-07-31  

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