GelMAハイドロゲルの二重光架橋によりECM剛性を動的に変調する

細胞外マトリックス（ECM）の動的性質、特にその剛性は、細胞の挙動に重要な役割を果たします。特に心筋梗塞（MI）後、心筋線維芽細胞（cFbs）がECMリモデリングにおいて重要です。本研究では、cFbの活性化およびECM産生に対する動的剛性変化の効果を探求し、ECM剛性の動態とそれが細胞の挙動に与える影響を理解するギャップに取り組みます。ゼラチンメタクリレート（GelMA）ハイドロゲルを利用して、二段階の光架橋プロセスを通じてcFb環境の剛性を動的に変更するモデルを開発しました。TGF-β阻害剤を用いてcFbsを静止状態に誘導することで、設計された機械的環境に対するcFbsの反応を直接観察できるようにしました。我々の発見は、基質の機械的歴史がcFbの活性化およびECM関連遺伝子発現に重要な影響を与えることを示しています。初めに柔らかい基質で24時間培養された細胞は、ハイドロゲルが剛性化された際、静的な硬い基質で直接培養された細胞と比較して、より静止状態を保ちました。これは、細胞の挙動における過去の機械的歴史の重要性を強調しています。本研究は、ECM剛性の変化が細胞の挙動を調整する役割に関する新たな知見を提供し、MI後のシナリオなどの組織リモデリングプロセスの理解に重要な含意を持っています。