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成瀬グループ

メカノトランスダクションの分子機構

メカニカルストレスの代表的なものとしてストレッチ・シェアー(ズリ応力)・静水圧などがあります。しかし、その受容体に関する知見は非常に限られたものです。私たちは循環器系細胞を用いてメカノトランスダクションの分子機構を探索しています。
  機械受容チャネル

代表的なSAチャネル遺伝子

Flexible Silicone Chamber & Stretcher

シリコン製伸展チャンバー(A)上の培養細胞(B)を伸展するシステム(C)

Microchannel to apply shear stress

流路幅500μm、高さ50μmのマイクロチャネル中には高シェアーストレスおよび層流を発生させることが可能である。このマイクロチャネル内に細胞培養可能である。

伸展応答性形態変化

伸展チャンバーに培養した血管内皮細胞に一軸周期的伸展刺激を与えると、伸展方向とは垂直方向に配向する。

血管内皮細胞を20%ストレッチを一回するだけで細胞内カルシウムが上昇する。

メカニカルストレスと病態

伸展チャンバーに培養した血管内皮細胞に一軸周期的伸展刺激を与えると、伸展方向とは垂直方向に配向する。 血管内皮細胞を20%ストレッチを一回するだけで細胞内カルシウムが上昇する。

メカニカル再生医学

我々の体は3次元構造であり、ストレッチ・圧縮刺激が加わっています。そこで、我々は3次元培養細胞にストレッチ・圧縮刺激を加えるシステムを開発しました。また、将来の再生医療を目指し、コラーゲンに置き換わる完全合成の自己集合ペプチドゲルスキャフォールドを開発しています。
画像イメージ

メカニカルストレス負荷培養システム

自己集合ペプチドゲルの分子構造(左上)。交互に並んだ電価による分子間結合によりβシート構造ができナノファイバー化が起こる。更に含水率99%以上のゲルを構成する(左下)。

特徴

  • ・ゲル形成・透明
  • ・ピンセットで摘める程度の硬さ
  • ・ストレッチができる
  • ・中性域

用途

  • ・3次元細胞培養
  • ・止血剤

など

メカノバイオロジーで切り拓く生殖補助医療

  • シェアーストレス(Shear stress)
  • 圧縮力(Compression)
  • ストレッチ(Stretch)
  • 乱流(Turbulence)
  • 摩擦力(Friction)
蠕動する卵管 卵管内の成熟期間は5日!

新しいテクノロジー

当講座にはメカノメディスンを極めるために様々な最新の設備があります。以下に紹介するものには世界に数施設しかないものもあります
高速原子間力顕微鏡による観察
水溶液中の無固定・無染色タンパク質をビデオレートで観察が可能な原子間顕微鏡。
plasmid
(800 x 600 nm)
Fibronectin
(740 x 560 nm)
 
マイクロコンタクトプリンティング
細胞形態は細胞接着斑のパターンで制御することができます。PDMS樹脂を鋳型に流し込みマイクロメーターオーダーの“はんこ”を作成し、“インク”の代わりに細胞接着タンパク質を培養基質にスタンプすると細胞は印刷パターンを認識し接着します。この技術を用いて細胞形態を単純化したり、細胞間接着のない条件を作ったりすることが可能となります。
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