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2009 年度 実績報告書

核内外の力学要素の探索と核の応力場解析

公募研究

研究領域遺伝情報収納・発現・継承の時空間場
研究課題/領域番号 21114508
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, 名古屋工業大学・大学院・工学研究科, 准教授 (10359763)

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 / 力学特性 / 細胞の力学応答
研究概要

本研究では,細胞内での核の3次元形態や,核のひずみ,核の力学特性を精密に計測し,核に生じる力を求める手法を確立していくとともに,力の要因となる核内外の要素を明らかにしていく.そして,細胞の分化の違いなどによって,核の形態や核内の応力場がどのように変化していくのか,明らかにしていくことを目的としている.
研究初年度は,生理的な細胞内にて,核膜に生じていると考えられるひずみを精密に求めるための手法の確立を目指した.まず,新たに購入した顕微鏡用の電動XY精密ステージを,現有するナノ秒レーザシステムを備えた倒立型蛍光顕微鏡に組み込み,生細胞内の核膜を0.5~1μm幅で精密に切開できる系を構築した.核膜局所によって核膜切開部が開く場合や,ほとんど変化が見られない場合があり,核膜内にはざまざまな大きさ・方向の残留ひずみ生じていることが示唆された.
また,基板上で培養した血管平滑筋細胞を対象として,現有する共焦点レーザ顕微鏡を用いて精密に計測した.細胞を無血清培地中で培養すると,α-smooth muscle actinの発現量の上昇と共に核面積に減少傾向が見られ,核膜上にアクチンストレスファイバが密着し,部分的に陥没しているような箇所が見られた.このことから,平滑筋細胞の収縮性変化によって,核に加わる力の分布が大きく変化する可能性が考えられた.

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2010 2009 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (6件) 備考 (1件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Estimation of single stress fiber stillness in cultured aortic smooth muscle cells under relaxed and contracted states : Its relation to dynamic rearrangement of stress fibers2010

    • 著者名/発表者名
      Nagayama K
    • 雑誌名

      Journal of Biomechanics (未定)(印刷中)

    • 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
    • 雑誌名

      Journal of Biomechanical Science and Engineering 4

      ページ: 286-297

    • 査読あり
  • [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性に関する研究2010

    • 著者名/発表者名
      長山和亮
    • 学会等名
      日本機械学会第22回バイオエンジニアリング講演会
    • 発表場所
      岡山理科大学,岡山
    • 年月日
      20100108-20100109
  • [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
      2009 Biomedical Engineering SocietyAnnual Fall Meeting
    • 発表場所
      Pittsburgh, PA, USA
    • 年月日
      20091007-20091010
  • [学会発表] 血管平滑筋細胞収縮に伴う焦点接着部位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
      岩手大学,岩手
    • 年月日
      20090912-20090915
  • [学会発表] Measurement of traction force at focal adhesions with microfabricated substrate in smooth muscle cells during macroscopic deformation2009

    • 著者名/発表者名
      Nagayama K
    • 学会等名
      Third Switzerland-Japan Workshop on Biomechanics 2009
    • 発表場所
      Fngelbem Switzerland
    • 年月日
      20090901-20090104
  • [学会発表] 血管平滑筋細胞の収縮活性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回日本生体医工学会大会
    • 発表場所
      タワーホール船堀,東京
    • 年月日
      20090423-20090425
  • [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
      4th Asian Pacific Conference on Biomechanics
    • 発表場所
      Chti tchwch, New Zealand
    • 年月日
      20090414-20090417
  • [備考]

    • URL

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

  • [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
    • 権利者名
      名工大
    • 産業財産権番号
      特願2010-003205
    • 出願年月日
      2010-01-08

URL: 

公開日: 2011-06-16   更新日: 2016-04-21  

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