伸展負荷

伸展負荷とは

伸展負荷とは、伸び縮み方向の刺激をサンプルに与えたときに示される抵抗力のことです。

日常的な運動や自然な動きの中では、体内の細胞や組織に物理的な力(伸展、圧縮、曲げ、ねじり、せん断など)がかかります。細胞はこのような機械的刺激を感知し、様々な生化学的経路を介して反応しています。

そのため、機械的負荷を与えながら細胞の培養を行うこと身体内に近い環境を再現しながら細胞の研究を行うことができます。

この機械的負荷の中でも伸縮方向の負荷のことを伸展負荷といいます。

細胞生物学の分野では伸展負荷を応用した細胞培養や細胞の研究が幅広く用いられています。
 

伸展負荷装置

伸展負荷を細胞に与えて培養するには細胞伸展負荷装置が用いられます。シリコンやPDMSなどの伸縮素材の上で細胞を培養し、伸び縮みの負荷を与え続けて細胞を培養します。

 

シート状のサンプルの伸展刺激を得意とする装置や1軸や2軸方向、360度方向の伸展負荷を継続的に与える装置、電気刺激を与えながら伸展培養を行える装置や3Dの組織伸展負荷が可能な装置など、さまざまな伸展負荷装置があり、研究の目的や用途に応じて様々な負荷装置が使い分けられます。また、伸展以外にも圧縮刺激や静水圧刺激を行う装置、負荷やフォース測定を同時に行える装置など、多種多様な負荷装置が用いられます。

伸展負荷装置

伸展負荷が応用される細胞

伸展負荷が応用される細胞

筋肉、肺、心臓、血管、皮膚、腱、靭帯、軟骨、骨の細胞や心筋細胞、ips細胞、平滑筋細胞、骨格筋細胞、血管前駆細胞、血管内皮細胞、幹細胞、脂肪、上皮細胞、線維芽細胞、軟骨細胞、骨芽細胞など、身体内のあらゆる細胞や組織の研究、再生医療に関する研究に用いられています。

伸展負荷のアプリケーション例とメリット

伸展負荷装置を使った細胞の研究はさまざまな分野で使用されています。

細胞への短時間・長時間刺激による研究・観察、各細胞への刺激実験、細胞内のシグナル伝達研究、細胞形態の研究、リアルタイムでの細胞観察、タンパク質発現の研究、遺伝子発現、イオンチャンネル、再生医療に関わる細胞の研究など、多種多様な用途で伸展負荷は応用されています。

 

細胞に伸展負荷を与えることで、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、伸展負荷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。

 

また、伸展負荷を与えるサンプルと刺激を与えないサンプルを比較することで、細胞活動や細胞の移動変化、細胞増殖、エネルギー代謝、シグナルメディエーター、細胞間コミュニケーション、タンパク質の合成、分泌、分解の速度、薬理作用への反応、最終的な形態などの比較ができます。

伸展負荷のアプリケーション例とメリット

伸展負荷・体外でのメカニカルストレス・

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。

in vitroでの機械的刺激の変化

  • 細胞の移動

  • 細胞増殖

  • エネルギー代謝

  • シグナルメディエーター

  • 細胞間コミュニケーション

  • 薬理作用への反応

  • タンパク質の合成、分泌、分解の速度

   *静止した環境下で培養された細胞と比較して

​伸展・圧縮刺激装置
​CellScale・STREX・IonOptix

 オレンジサイエンスでは、3つのメーカーの伸展・圧縮刺激装置を取り扱っております。メーカーそれぞれにユニークな特徴がございますので、お客様のご要望に近い製品をご提供できます。

CellScale/セルスケール社

Mechano Cultureシリーズの機械的刺激培養装置はモデルにより、360度伸展、シリコンチャンバー伸展、マテリアル伸展、流体圧縮、機械的圧縮+データ測定、マテリアル伸展+データ測定が可能です。

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STREX/ストレックス社

​独自のシリコンチャンバーを伸展させることにより、チャンバー上の細胞に伸展刺激を与えることが可能です。顕微鏡搭載モデルは、倒立顕微鏡での伸展細胞の観察も可能です。

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IonOptix/イオンオプティクス社

C-Stretchシステムはシリコンチャンバーを採用した伸展培養装置です。C-Pace EMシステムと使用することにより、伸展刺激と同時に、電気刺激を与えることも可能です。

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用途別

1軸方向の伸展刺激

2軸方向の伸展刺激

シート状マテリアルの伸展

圧縮刺激

伸展・圧縮刺激+負荷測定

伸展刺激+電気刺激

デモ機貸し出しについて

オレンジサイエンスでは一部製品のデモ機貸し出しを無料にて行っております。

実際の試験環境や使用環境で装置をお試しいただき、機能や性能、使いやすさ、製品の大きさ等を事前にご確認いただけます。貸出期間や詳細等はお問い合わせください。