2010 Fiscal Year Annual Research Report
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20001007
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
佐藤 正明 東北大学, 大学院・医工学研究科, 教授 (30111371)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
安達 泰治 京都大学, 再生医科学研究所, 教授 (40243323)
大橋 俊朗 北海道大学, 大学院・工学研究院, 教授 (30270812)
神崎 展 東北大学, 大学院・医工学研究科, 准教授 (10272262)
出口 真次 東北大学, 大学院・医工学研究科, 准教授 (30379713)
坂元 尚哉 東北大学, 大学院・工学研究科, 助教 (20361115)
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| Keywords | バイオメカニクス / バイオイメージング / 細胞外基質 / 細胞骨格 / 細胞内情報伝達 / Rhoファミリー / ストレスファイバ / メカノセンシング |
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| Research Abstract |
年度当初の計画に基づき研究を実施した。
1.流れ負荷実験に基づいた細胞の応答機構
空間的なせん断応力勾配に曝された内皮細胞では、細胞間接着分子のリン酸化が生じていること、形態応答に対してMitogen-activated protein kinase活性が関与していることを明らかにした。
PDMS製マイクロピラーアレイ上に内皮細胞を培養し、流れを負荷しながら細胞牽引力の変化を計測することに成功し、形態変化と共に牽引力がダイナミックに変化していく様子を詳細に捉えた。
2.張力負荷実験に基づいた細胞の応答機構
繰返し伸展刺激を負荷した内皮細胞の形態変化において、焦点接着斑からのシグナルに加えて、細胞間接着分子からのシグナルも関与していることを新たに明らかにした。
内皮細胞に対する繰返し伸展刺激の応答に関与するRhoファミリーの活性化因子(Rho-GEF)の網羅的スクリーニングを進め,GEF-Hlを含む複数の遺伝子の同定に成功した。
単離骨細胞のインテグリンを介した局所的な力学刺激に対する一酸化窒素の産生応答の観察により、一酸化窒素産生部位とカベオラとの共局在性、および、その産生応答の周期的な振動特性を新たに明らかにした。
3.細胞力学応答プロセスにおける細胞内シグナルの分子イメージング
RhoGTPaseであるRac1とRhoAの内皮細胞内活性分布をFRETイメージング技術により評価し、せん断応力に対する内皮細胞内のRac1およびRhoAの局所活性化に対してアクチンフィラメント構造を介した力学伝達および細胞外基質との結合変化の影響を明らかにした。
4.ストレスファイバの力覚に果たす役割
独自技術を用いて、単一ストレスファイバの収縮力を初めて計測した。ミオシン軽鎖リン酸化量に応じて自由エネルギを最小にするひずみ量の存在を明らかにし、力覚に伴う適応分子メカニズムを理解する上で重要な知見を得た。
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