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J-GLOBAL ID：202202282116746959   整理番号：22A0429456

細胞外マトリックスの剛性とトポグラフィーを変えるための神経突起伸長の予測【JST・京大機械翻訳】

Predicting neurite extension for varying extracellular matrix stiffness and topography

著者 (3件)： Yasodharababu Mohan (Multiscale Materials Modeling Lab, Department of Mechanical Engineering, University of Arkansas, Fayetteville, AR, USA) ,  Nair Arun K. (Multiscale Materials Modeling Lab, Department of Mechanical Engineering, University of Arkansas, Fayetteville, AR, USA) ,  Nair Arun K. (Institute for Nanoscience and Engineering, 731 W. Dickson Street, University of Arkansas, Fayetteville, AR, USA)
資料名： Journal of Biomechanics  (Journal of Biomechanics)
巻： 131  ページ： Null  発行年： 2022年 
JST資料番号： D0632A  ISSN： 0021-9290  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： オランダ (NLD)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 神経突起伸長は動的プロセスであり,微小環境に依存する。剛性およびトポグラフィーのような細胞外マトリックス(ECM)の機械的性質は微小環境に影響し,神経突起伸長に影響する;しかしながら,神経突起伸長のこの動的応答に対する機構的基礎は,不明のままである。本研究では,ECM変化の剛性とパターン化トポグラフィーとして神経突起伸長動力学過程を予測する計算モデルを開発した。モデルは,神経突起先端の成長に対する受容体インテグリンと神経細胞接着分子の寄与を含む。著者らは,非線形有限要素解析(FEA)を用いて,ニューロン細胞,神経突起,およびECMをモデル化し,次に,分子動力学シミュレーションから得られた力-変形受容体特性と結合させた。経験的関係を用いて,成長円錐伸長,受容体密度,および破裂によって誘発される成長円錐の動的過程をシミュレートする神経突起伸長アルゴリズムを開発した。3つの異なる材料,連続(円筒)と不連続(ピラー)パターン化トポグラフィーの幅と間隔の影響,およびトポグラフィー急勾配と剛性勾配,を用いてECM剛性に対する神経突起伸長の依存性を調べた。パターン化トポグラフィーの剛性と幅の増加は神経突起伸長の増加をもたらすが,増加の大きさはそれらの間の成長円錐伸長と受容体密度に依存して異なることを見出した。これらの知見は,神経突起伸長を改善する剛性およびトポグラフィーのような適切な機械的特性を有するECMの決定におけるin vitro研究を助け,その結果,機能的ニューロンの形成をもたらす。Copyright 2022 Elsevier B.V., Amsterdam. All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.【JST・京大機械翻訳】

シソーラス用語： アルゴリズム ,  *剛性 ,  動的応答 ,  受容体 ,  不連続性 ,  計算モデル ,  パターン形成 ,  in vitro実験 ,  成長円錐 ,  *細胞外マトリックス ,  インテグリン
準シソーラス用語： *神経突起 ,  分子動力学シミュレーション ,  微小環境 ,  *軸索成長 , 【Automatic Indexing@JST】

著者キーワード (6件)： 軸索伸長 ,  成長円錐 ,  受容体密度 ,  マルチスケールモデル ,  パターン形成トポグラフィー ,  剛性勾配

分類 (2件)： 細胞構成体一般  (EF03010Z) ,  筋骨格系・皮膚モデル  (EL02040R)

タイトルに関連する用語 (5件)： 細胞外マトリックス ,  剛性 ,  トポグラフィー ,  神経突起伸長 ,  予測