細胞伸展装置

細胞伸展装置とは、制御された刺激条件を培養細胞に与え、繰り返し可能な用量反応実験を行うことができる装置のことです。

例えば、１プレート用の伸展刺激培養装置では、in vitroで培養された細胞に周期的または静的なメカニカルストレスを与えることができ、生体組織のひずみと周波数をシミュレーションして、筋肉、肺、心臓、血管、皮膚、腱、靭帯、軟骨、骨などの細胞のリアルタイム応答を表示します。

単一のベースプレート、または顕微鏡デバイスを使用してリアルタイムで細胞を伸展することができる装置などもあり、細胞の移動や増殖、代謝、遺伝子、タンパク質の発現、細胞シグナル伝達経路、薬剤反応を観察したり、組織工学用の3D細胞播種コラーゲンコンストラクトを作成したりすることができます。

細胞伸展装置を用いて細胞に伸展刺激を与えることで、細胞が成熟する効果や遺伝子・タンパク質発現が見られる、伸展刺激を与えている際の細胞の様子を観察できるなどのメリットがあります。

日本を含め世界中の研究室で細胞伸展装置は使用されており、多くの研究に活用されています。

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細胞伸展装置の特徴例

培養プレート上の細胞に、周期的または静的な機械的伸展刺激を与えます。
単層、または3次元の細胞に、制御された静的または周期的な伸展刺激を与えます。
生体内組織の負荷と周波数を、生体外でシミュレートできます
最先端のデジタルバルブが、レジメンの真空圧と正圧を自動的に調整します
筋肉、肺、心臓、血管、皮膚、腱、靭帯、軟骨、骨の細胞のin vivo状態を模倣します。
細胞を播種する表面にコーティングがされている場合は手間・時間を節約できます。
ソフトウェアにより、複数の周波数、振幅、波形の変更をプログラムできます。

細胞伸展刺激装置について

細胞伸展装置を活用することで、細胞の移動や増殖、代謝、遺伝子、タンパク質の発現、細胞シグナル伝達経路、薬剤反応を観察したり、組織工学用の3D細胞播種コラーゲンコンストラクトを作成したりすることができます。再現性のある機械的刺激や容易なデータ収集を必要とする研究、in vitroでの細胞培養やin vivoに近い環境を必要とする研究など、研究者の方々に最適な細胞伸展装置の開発が続けられています。

体外での細胞伸展刺激

日常的な運動や自然のプロセスでは、体内の細胞や組織に物理的な力（伸展、圧縮、せん断応力など）がかかります。細胞はこのような機械的刺激を感知し、機械的伝達と呼ばれる様々な生化学的経路を介して反応します。メカノトランスダクションに関与するさまざまなシグナル伝達物質、タンパク質、遺伝子などを理解することは、新しい治療法や薬剤を開発するための鍵となります。メカノバイオロジーの分野では、これらの物理的要因が、分子、細胞、組織レベルでの機械的伝達プロセスにどのように影響するかを研究しています。