Visualization of metabolic changes in cultured vascular endothelial cells subjected to mechanical stress

2022 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 18K12037
• Research Institution: Akita Prefectural University
• Principal Investigator: 伊藤 一志 秋田県立大学, システム科学技術学部, 准教授 (30507116)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): きゅう 建輝 秋田県立大学, システム科学技術学部, 教授 (40244511) ; 常盤野 哲生 秋田県立大学, 生物資源科学部, 准教授 (50312343) ; 境 英一 秋田県立大学, システム科学技術学部, 准教授 (70581289)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: ITO / PDMS / 培養血管内皮細胞 / MALDI‐TOF‐MS

Outline of Annual Research Achievements

本研究では、倒立光学顕微鏡を用いた蛍光観察およびマトリックス支援レーザー脱離イオン化飛行時間型質量分析法（MALDI‐TOF‐MS）を組み合わせた手法による細胞分析を目的とした。そのため、蛍光観察およびMALDI‐TOF‐MSに適用できるサンプルプレートとして、酸化インジウムスズ（ITO）フィルム表面にポリジメチルシロキサン（PDMS）を付着した複合材料（ITO/PDMS）フィルムを作製した。光透過性試験および電気抵抗測定の結果、作製したITO/PDMSフィルムはITOフィルムと同様に光透過性および導電性に優れていることが示された。また、ITO/PDMSフィルムはPDMS層が多孔質であるため、ITOフィルムと同程度の導電性を示した可能性がある。
ITO/PDMSフィルム表面に培養血管内皮細胞を培養して、細胞の密度変化および接着性を評価した。ITO/PDMSフィルム表面では時間経過に伴い細胞密度は高まり、コンフルエントになることを確認した。さらに、蛍光観察を実施した結果、細胞骨格の発達が見られた。また、MALDI‐TOF‐MSを用いてITO/PDMSフィルム表面の培養血管内皮細胞におけるMSスペクトルを取得した。
R4年度では、ITO/PDMSフィルム表面においてコンフルエントとなった培養血管内皮細胞にせん断応力を負荷した結果、培養血管内皮細胞は流れ方向に伸長および配向した。このことから、ITO/PDMSフィルム表面において培養血管内皮細胞は力学応答性を示すとともにコンフルエントにおいて細胞間接着を形成することが示唆された。なお、せん断応力を負荷した細胞のMSスペクトルを取得する予定であったが、装置の不具合により実施できなかった。