原子間力顕微鏡(AFM)は、生理的条件下で細胞や組織の表面構造や力学特性を高い時間空間分解能で計測することができる。1細胞の粘弾性計測技術が確立しつつあるが、組織や発生胚のような多細胞系の弾性と粘性を区別する技術は未確立である。また、多細胞系は、個々の細胞自体の弾性率だけでなく、細胞間の張力も重要な役割をしているが、その弾性率と張力とを分離する方法は確立していない。本研究では、AFMを用いて発生胚の弾性・粘性を定量化し、弾性率と張力を分離する技術を開発することを目的としてりる。昨年度、ボルツマンの重畳原理に基づく接触理論を考慮して、非線形力応答曲線を解析することにより胚細胞の弾性と粘性の分離する技術を構築したが、今年度は、本手法を用いて、ホヤ初期発生胚のレオロジー特性の時空間挙動の計測に適用した。初期発生胚の細胞の粘弾性(レオロジー)特性の時空間マッピング測定に成功した。その空間分解能は1細胞レベルであった。そして、緩和弾性率の関数形は、ソフトガラスレオロジーのべき指数関数的な挙動をしていることが分かった。初期胚の動物極側と植物極側において、細胞分裂期の粘弾性挙動(レオロジー)は類似の挙動をすることが分かった。また、レオロジー変数の相関性に関して、植物極側の細胞は、動物極側の細胞と異なる挙動をすることが分かった。さらに、発生過程の発生胚の弾性率と張力の測定を分離して決定する手法を提案した。
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