| 研究課題/領域番号 |
26506009
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| 研究機関 | 名古屋大学 |
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研究代表者 |
小林 剛 名古屋大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (40402565)
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| 研究期間 (年度) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| キーワード | 宇宙生命科学 / 微小重力 / 動物細胞 / 細胞力覚 |
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| 研究実績の概要 |
最近の宇宙実験により、個々の培養動物細胞が微小重力環境を感知し応答することが分かってきた。しかし、そのメカニズムの詳細は未だ不明である。本研究では、この課題に挑戦し「重力変化は比重の重い細胞内器官を介して細胞内骨格の張力に影響を与え、細胞の初期応答を引き起こす」という仮説を検証し、動物細胞が微小重力環境を感知する仕組みを分子レベルで明らかにすることを目的としている。特に、機械刺激受容チャネルなどのメカノシグナルに注目して、感知応答反応におけるそれらの役割と上流経路を解析する。また、国際宇宙ステーション「きぼう」における宇宙実験プロジェクトを利用し、細胞の重力感知/応答機構に関わる分子基盤の解明を目指す。今年度は、まず、上記仮説の検証を目的に、間葉系幹細胞を使い細胞の足場の硬さと細胞の模擬微小重力環境に対する応答反応の関連を検討した。その結果、1G条件下では軟らかい足場（ヤング率、10 ～ 15 kPa）に比べ硬い足場（ヤング率、> 2 MPa）において骨分化が亢進したが、模擬微小重力環境下では、骨分化に対する足場の硬さの影響は見られなかった。軟らかい足場では細胞内骨格があまり発達せず張力が低下することが知られていることから、微小重力環境の感知と細胞内骨格の張力の関連性が示唆された。実際、薬理学的に細胞内骨格の張力を強めると模擬微小重力環境下における骨分化抑制が回復した。また、4月と9月の2回の宇宙実験に参加し、細胞骨格の張力を修飾したサンプルを回収し、また、微小重力環境下において、重量感知を担うと予想するミトコンドリア、細胞骨格や接着斑の動態のライブ・イメージングを行った。現在、それらのサンプルやデータの解析を進めている。
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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
順調に解析を進め、作業仮説を支持する結果を得ている。また、予定通り国際宇宙ステーションの「きぼう」を利用した実験と顕微鏡観察を行った。また、研究計画の他の予定項目も着実に進行している。
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| 今後の研究の推進方策 |
重力感知機構のモデルの検証を目的に、機械刺激受容チャネル活性を亢進・抑制し、模擬微小重力環境に対する間葉系幹細胞の応答反応の変化を解析する。また、模擬微小重力環境下で誘導されるメカノシグナルの細胞内分布、活性化状態・下流経路を解析する。加えて、前年度の宇宙実験の解析を進めるとともに、3回目の宇宙実験を行い、微小重力環境下での間葉系幹細胞のミトコンドリア、細胞骨格や接着斑を可視化し細胞内での動態のライブ・イメージングを行う。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
宇宙実験が、当初予定していた時期より遅れたために、その宇宙実験の解析が若干ずれ込んだ。結果、その解析のための試薬の購入時期がずれ、その消耗品購入分を次年度に繰り越した。
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| 次年度使用額の使用計画 |
上記解析用の試薬を購入する。
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