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2014 年度 実施状況報告書

P-セレクチン上での好中球のローリング特性に与える接触力の影響に関する実験的研究

研究課題

研究課題/領域番号 26420101
研究機関東北大学

研究代表者

白井 敦  東北大学, 流体科学研究所, 准教授 (20302226)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワードHL-60 / P-selectin / rolling / adhesion
研究実績の概要

平成26年度は,各種濃度のP-セレクチンを塗布したガラス平板上における,all trans retinoic acidで好中球様細胞に分化させたHL-60細胞の挙動を解析した.そのために,(1)ガラス平板に対するP-セレクチンコーティング技術の確立,(2)種々の押しつけ力および駆動力下におけるHL-60細胞の挙動解析を行った.
まず,(1)のガラス平板に対するコーティングでは,洗浄後に心素か処理したガラス平板を,滅菌蒸留水に0.01,0.1および1.0μg/mlの濃度で溶解させたRecombinant Human P-selectin (R&D Systems)に浸漬させ,4℃で一晩静置した.また,比較対象とする基板として,PBSに1wt%濃度で懸濁したBSAに浸漬したガラス平板を用いた.本研究で用いたP-セレクチン濃度はレンジが非常に大きく,抗体抗原反応を用いた蛍光染色では定量的な比較は不可能であったが,定性的に,高濃度の基板ほど多くのP-セレクチンが付着することを確認した.
次に(2)の挙動解析では,独自に開発した傾斜遠心顕微鏡を用いて,各種基板上におけるHL-60細胞の挙動を解析した.ここで,押しつけ力FNは30pNで一定とし,駆動力FNを15,30,47pNと変化させた.各HL-60細胞の挙動をPTVによって得た後,移動する細胞の平均移動速度と基板への付着率についてP-セレクチンの濃度とFNが与える影響を解析した.その結果,平均移動速度に関しては,FNが増加するに従って減少し,また,P-セレクチンの濃度上昇によっても減少することが示された.しかし,付着率に関しては,FNの上昇にともなって増加するものの,P-セレクチンの濃度の影響は見られなかった.ではなぜ平均移動速度にのみ影響があるのか.それを明らかにするために,現在,個々の細胞の挙動をトレースするプログラムを開発中である.

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

平成26年度に予定した研究は順調に消化され,以降の研究のための重要な基礎データを蓄積した.この中で,ガラス平板に対するP-セレクチンやBSAのコーティング技術を確立するとともに,傾斜遠心顕微鏡による解析で,HL-60細胞の平均移動速度はP-セレクチンの濃度に反比例して減少するにも関わらず,付着率が変化しないことが示された.
このP-セレクチン濃度が平均移動速度と付着率に与える影響について,細胞のstick-slip運動を考慮して,個々の細胞の挙動をトレースして,従来の平均移動速度および付着率に加えて,短時間の付着であるstick状態と,長時間の付着であるadhesion状態について纏める必要があると考えられる.

今後の研究の推進方策

研究実績の概要および現在までの達成度の理由に述べたように,P-セレクチン上におけるHL-60の挙動に関して,平均移動速度がP-セレクチンの濃度に反比例して減少するにもかかわらず付着率に影響が見られない原因を明らかにするため,個々の細胞の挙動をトレースし,細胞のstick-slip運動を詳細に解析する予定である.
平成27年度に予定している,血管内皮細胞を模擬した樹脂上におけるHL-60細胞の挙動解析に関して,現在,樹脂を一様の厚さで塗布するための治具を設計している.また,研究協力者であるフランスリヨン第一大学の研究者と密接に連絡を取り合い,最適な樹脂の選定および樹脂の表面形状の設計について議論を行っている.

次年度使用額が生じた理由

次年度使用額は当該年度所要額の3.7%であり,ほぼ計画通り使用されたといえる.内訳について,消耗品の購入とフランスリヨン第一大学への渡航のために物品費と旅費が研究計画調書より増加したがその誤差は10%未満であり,人件費・謝金とその他より補充した.

次年度使用額の使用計画

次年度使用額については,次年度の物品費の補充として使用する予定である.

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (1件) 学会発表 (3件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] 接触力を考慮した好中球のrolling特性解析―傾斜遠心顕微鏡を用いたin vitro計測―2014

    • 著者名/発表者名
      白井 敦, 海本 隆志
    • 雑誌名

      可視化情報

      巻: 34 ページ: 22-27

  • [学会発表] Rolling characteristics of neutrophils on PDMS surfaces mimicking the endothelium topography2015

    • 著者名/発表者名
      Jean-Paul Rieu, Atsushi Shirai
    • 学会等名
      2015 Annual ELyT Workshop
    • 発表場所
      松島センチュリーホテル(松島町)
    • 年月日
      2015-02-19
  • [学会発表] 傾斜遠心力作用下における好中球様細胞の挙動解析2015

    • 著者名/発表者名
      白井 敦
    • 学会等名
      日本機械学会 高度物理刺激と生体応答に関する研究分科会(P-SCC12)
    • 発表場所
      九州大学 伊都キャンパス(福岡市)
    • 年月日
      2015-01-20
    • 招待講演
  • [学会発表] 押しつけ力がP-selectin上でのHL-60の移動特性に与える影響2015

    • 著者名/発表者名
      杉本 涼大, 白井 敦, Jean-Paul Rieu, 吉野 大輔
    • 学会等名
      日本機械学会 第27回バイオエンジニアリング講演会
    • 発表場所
      朱鷺メッセ(新潟市)
    • 年月日
      2015-01-09

URL: 

公開日: 2016-05-27  

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