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2013 年度 実績報告書

細胞内張力分布の直接的操作による細胞分裂制御の試み

研究課題

研究課題/領域番号 24650257
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, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (10359763)

キーワードバイオメカニクス / 生体・情報計測 / 細胞核 / 細胞骨格 / メカノトランスダクション
研究概要

本年度は,昨年度構築した力学刺激負荷中の細胞分裂過程のその場計測システムを用いて,特にヒト子宮頸がん由来細胞株(HeLa細胞)を対象に,有糸分裂,細胞質分裂の過程にて引張ひずみを負荷したときの,その後の分裂過程に与える影響を調べた.有糸分裂開始直前に,その染色体赤道面に垂直方向に10%程の引張りひずみを負荷すると,染色体集団が回転し,当初の向きと直行方向に有糸分裂が進み,やや遅れて細胞質分裂に至るという興味深い結果が得られた.一方で,有糸分裂が完了した細胞に対して同様の引張りひずみを加えても,細胞分裂の方向に変化が生じないという結果が得られた.これによって,ひずみ負荷のタイミングを考慮することで,細胞分裂の方向や頻度を制御できる可能性が得られた.
さらに,微細加工技術で作成したマイクロピラーや側面に凹凸を持つマイクロ流路を用い,細胞核に局所的に変形を加えることができる基板を試作した.これらを用いて血管平滑筋細胞の核の形態を拘束しながら培養をすると,血清含有培地中においても,細胞の分裂が劇的に抑制されることが分かった.これらの成果の一部は,人工臓器学会誌の依頼解説(-最近の進歩- 細胞のバイオメカニクス:組織再生に向けたメカノトランスダクションの理解とその制御,人工臓器 42-3, 205-208,2013)として紹介するとともに,現在,データをまとめて国際誌に論文投稿準備中である.

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (5件) (うち招待講演 2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Estimation of the mechanical connection between apical stress fibers and the nucleus in vascular smooth muscle cells cultured on a substrate2014

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

      Journal of Biomechanics

      巻: 47 ページ: 1422-1429

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Apical and basal stress fibers have different roles in mechanical regulation of the nucleus in smooth muscle cells cultured on a substrate2013

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

      Cellular and Molecular Bioengineering

      巻: 6-4 ページ: 473-481

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 細胞のバイオメカニクス:組織再生に向けたメカノトランスダクションの理解とその制御2013

    • 著者名/発表者名
      長山和亮
    • 雑誌名

      人工臓器

      巻: 42-3号 ページ: 205-208

  • [雑誌論文] Directional migration of leading-edge mesoderm generates physical forces: Implication in Xenopus notochord formation during gastrulation2013

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Hara
    • 雑誌名

      Developmental Biology

      巻: 382-2 ページ: 482-495

    • DOI

      10.1016/j.ydbio.2013.07.023

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Haemodynamically dependent valvulogenesis of zebrafish heart is mediated by flow-dependent expression of miR-212013

    • 著者名/発表者名
      Toshihiro BANJO
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 4 ページ: 1978

    • DOI

      doi:10.1038/ncomms2978

    • 査読あり
  • [学会発表] On the Roles of Actin Stress Fibers on the Mechanical Regulation of Nucleus in Adherent Cells2013

    • 著者名/発表者名
      Kazuaki NAGAYAMA, Yuki YAHIRO, Sho YAMAZAKI, Mitsuhiro UKIKI, and Takeo MATSUMOTO
    • 学会等名
      The 15th International Conference on Biomedical Engineering. (ICBME 2013)
    • 発表場所
      Singapore
    • 年月日
      20131205-07
  • [学会発表] Direct application of mechanical stimuli to cell adhesion sites using magnetic-driven micropillar substrates2013

    • 著者名/発表者名
      Kazuaki NAGAYAMA Takuya INOUE, Yasuhiro HAMADA, Shukei SUGITA, and Takeo MATSUMOTO
    • 学会等名
      The 15th International Conference on Biomedical Engineering. (ICBME 2013)
    • 発表場所
      Singapore
    • 年月日
      20131205-07
  • [学会発表] メカノトランスダクションの解明に向けた細胞バイオメカニクス: 焦点接着斑・細胞骨格・核の力学的相互作用の解析2013

    • 著者名/発表者名
      長山和亮
    • 学会等名
      第36回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      神戸
    • 年月日
      20131203-20131204
    • 招待講演
  • [学会発表] Actin cap fibers and basal stress fibers have different roles in mechanical regulation of cell nucleus2013

    • 著者名/発表者名
      Kazuaki NAGAYAMA
    • 学会等名
      The 7th Asian Pacific Conference on Biomechanics (APCB2013)
    • 発表場所
      Seoul, Korea
    • 年月日
      20130829-20130831
  • [学会発表] Laser Nano-Dissection for Analysis of Cellular Mechanotransduction: Direct Force Transmission from Actin Stress Fibers to Nucleus: Tensional Homeostasis of Vascular Smooth Muscle Cells2013

    • 著者名/発表者名
      Kazuaki NAGAYAMA
    • 学会等名
      The 35th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      20130703-20130707
    • 招待講演
  • [備考] 名古屋工業大学 バイオメカニクス研究室

    • URL

      http://biomech.web.nitech.ac.jp/top.html

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公開日: 2015-05-28  

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